电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法及适用系统

1.本发明涉及电气控制技术领域，具体为电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法及适用系统。


背景技术：

2.电励磁双凸极发电机(doubly salient electromagnetic generator, dseg)是一种基于开关磁阻电机的变磁阻电机。相较于永磁同步电机，dseg定子无永磁体，转子也没有绕组，这使得其结构简单且高度可靠。此外，它还具有容错性强、故障下易灭磁等优点，因此特别适合在极端应用场景，如风力发电、航空发电系统中使用。
3.传统的电励磁双凸极发电系统通常采用三相全桥不控整流器进行控制，将发电机产生的三相电流转换为直流输出。虽然这种方式操作简便，但是效率相对较低。此外，由于二极管的不可控性，输出只能通过励磁电流来调节，这限制了dseg在不同工况下的适应能力。
4.由于电励磁双凸极发电机的反电动势不是正弦波也不是方波，在永磁电机上应用广泛的空间矢量脉宽调制方法并不适用。需要针对电励磁双凸极发电系统提出专门的控制方法。可控整流是提升电励磁双凸极发电系统输出电压和输出功率的重要技术手段。现有的可控整流控制方法中，被采用较多的是角度位置控制(angular position control, apc)。该方法基于简化的线性电感模型，在线性电感模型中，相自感可以分为3个120
°
(文中提到的角度均为电角度)的区域，根据电机三相电感的变化趋势划分为上升区，下降区和恒值区。在角度位置控制中，定义β为关断角。电励磁双凸极发电机某一相电感的上升区开始时，与该相绕组相连的上桥臂导通，并在β后关断；电感的下降区开始时，与该相绕组相连的下桥臂导通，并在β后关断；当电感处于恒值区时，上下桥臂均不导通。由于上下桥臂的开通的时间总是与上升、下降区的开始时间相同，故称为标准角位置控制。
5.由于apc基于简化的线性电感模型，未考虑在负载情况下电感出现的“平顶区”。故在角度位置控制的基础上，发展出了提前角控制(advanced angle control, aac)，使上下桥臂开关管同时提前导通一个角度α，这一操作能够充分利用平顶区，加速电流的变化率。能够进一步提升电励磁双凸极发电系统的输出性能。在上述两种可控整流方法中，由于一个电周期内开关的导通状态有三种，均属于三相三拍控制方法。
6.然而，随着多电飞机日益发展，对发电系统的性能要求也越来越高。三相九状态控制应运而生，相比apc和aac，三相九状态控制能够更加充分地利用电感不同区域来提升输出性能。
7.经检索，中国专利申请号为cn202210296399.7的专利，公开了一种电励磁双凸极发电系统三相六怕控制策略。在电励磁双凸极发电机相绕组的相电感上升区导通与该绕组相连的上桥臂开关管，相电感下降区导通与该绕组相连的下桥臂开关管，恒值区不导通开关管这一控制策略的基础上，将上下开关管提前导通一个角度α，并额外将上开关管提前导通一个角度δ。保持系统在额定工况下运行，记录不同提前角度α与δ的组合下发电机的输出
功率；采用径向基神经网络建立提前角α、δ与电励磁双凸极发电系统输出功率的模型；利用上述模型获得功率最大时所对应的导通角α、δ，并根据运行工况采用导通角α、δ控制电励磁双凸极发电机，从而提升电励磁双凸极发电系统的输出功率。
8.经检索，中国专利申请号为cn202211637023.4的专利，公开了一种电励磁双凸极发电系统不对称电流控制方法。按照该方法进行控制时，对于一个电周期的每个扇区,在扇区的扇区起始位置开始之前、提前γ电角度控制可控整流器中与在扇区内自感上升的相绕组相连的上桥臂开关管导通,并持续导通至与扇区的扇区起始位置之后的β电角度处关断；在扇区的扇区起始位置处控制可控整流器中与在扇区内自感下降的相绕组相连的下桥臂开关管导通，并持续导通至扇区的扇区起始位置之后的α电角度处关断﹐且默认情况下a》β，因此充分增加流过正向电流的下桥臂开关管的导通区间,增加正向电流,能够进一步提升电励磁双凸极发电机的发电能力,实现发电机输出电能与功率密度的提高。
9.本发明公开了一种电励磁双凸极发电系统三相九状态控制策略，涉及电气控制领域。本发明能够提升电励磁双凸极发电系统在开环运行时的输出功率以及闭环运行时的发电效率，适用于航空发电系统等对功率密度要求较高的场合。本发明包括在角度位置控制基础上改进而来的三相九状态控制策略。具体是指在电励磁双凸极发电机相绕组的相电感上升区导通与该绕组相连的上桥臂开关管，相电感下降区导通与该绕组相连的下桥臂开关管，恒值区不导通开关管这一控制策略的基础上，将上管的开始导通时间提前α1，并在β1后关断，将下管的结束导通时间提前α2，并在β2后关断。并且保证α1》α1且α1+β1=α2+β2除此之外，本发明还包括母线电压外环与励磁电流内环相结合的pid控制；以广义回归神经网络(general regression neural network, grnn)为基础的适应不同转速、负载的动态最优角度组合选择模型。
10.与其他发明相比，本发明所提方案的不同之处在于：与三相六拍控制相比，本发明将上桥臂开关管提前开通并提前关断，下桥臂开关管滞后开通并滞后关断。总共存在九种状态而非六种。并且三相六拍中上下桥臂开关管导通的时间是不一致的，下管导通的时间比上管要长，而本发明中上下桥臂导通的时间是完全一致的；与不对称电流控制相比，本发明在下桥臂导通时，导通角会在与下桥臂相连接的相绕组开始下降前就开始导通；与三相六拍控制相比，本发明使用的是grnn进行最优角度组合选择，而三相六拍采用的是径向神经网络；与不对称电流控制相比，本发明采用的是grnn进行最优角度组合选择，而不对称电流控制采用的是查找表法。


技术实现要素：

11.本发明为了提升现有双凸极发电系统控制性能，提出电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法及适用系统，能够提升发电系统在开环状态下的输出功率和闭环状态下整体效率。
12.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1、基于线性电感模型，将电励磁双凸极发电机相绕组自感划分为三个均等的区域，分别为：上升区、下降区和恒值区，在相绕组自感的上升区，与该绕组相连的上桥臂开关管提前导通角α1，关断角为β1；在相绕组自感的下降区，与该绕组相连的下桥臂开关管提前导通角α2,关断角为β2；在相绕组的恒值区，与该绕组相连的上下桥臂开关管均不导通；s2、保证α1大于α2，β1小于β2，且上下两开关管总导通角度τ一致，即α1+β1=α2+β2=τ，确保整个电周期中的开关管导通状态一共是九种；s3、在固定工况下，设定一个总导通角度τ的初始值并保持不变，只改变上桥臂开关管α1的大小(β1=τ-α1)，保持下开关管α2=0,β2=τ，测量不同的α1角度对应的电励磁双凸极发电系统的开环输出电压以及闭环输出效率；s4、在固定工况下，将下开关管的α2值增加，在保证α1大于α2的基础上，对于每一个新的α2重复上述s2；s5、在固定工况下，改变总上下开关管总导通τ，重复上述s2与s3；s6、更改固定工况，重复上述s2、s3、s4；s7、采用grnn建立α1、α2、β1、β2与开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型；s8、将上述s5得到的在不同工况下，不同总开关导通时间下，不同角度组合下的开环输出电压与闭环效率结果导入grnn模型中，利用grnn模型找到某一工况下最优角度组合。
13.本发明基于线性电感模型，将电励磁双凸极发电机相绕组自感划分为三个均等的区域：上升区、下降区和恒值区。在角度位置控制的基础上，将上桥臂开关管的导通角提前一个角度α1，其关断角为β1。将下桥臂开关管的导通角提前一个角度α2，其关断角为β2。保证α1+β1=α2+β2=τ，并且保证α1大于α2，确保整个电周期中的开关管导通状态一共是九种。在不同工况下，记录不同α1、α2、β1、β2组合下发电机在开环状态下的输出电压以及闭环状态下的输出效率；采用grnn建立α1、α2、β1、β2与开环输出电压以及闭环输出效率的模型；利用上述模型获得开关输出电压最大时对应的角度组合以及闭环输出效率最高时的角度组合。本发明能够实现电励磁双凸极发电系统在开环状态下输出电压以及闭环状态下输出效率的提高。本发明适用于航空发电系统等对功率密度要求较高的场合。
14.作为本发明的优选技术方案：在一个电周期中，开关管的九种导通状态分别是：t1管单独导通、t1、t2管同时导通、t2管单独导通、t3管单独导通、t3、t4管同时导通、t4管单独导通、t5管单独导通、t5、t6管同时导通以及t6管单独导通。
15.作为本发明的优选技术方案：在s3中，提前导通角α1的大小在0
°
至75
°
范围内，包含0
°
和40
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
16.作为本发明的优选技术方案：在s4中，提前导通角α2的大小在0
°
至60
°
范围内，包含0
°
和60
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
17.作为本发明的优选技术方案：在s5中，总导通角度τ的大小范围20
°
至80
°
范围内，包含20
°
和80
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
18.作为本发明的优选技术方案：s6中，更改工况包括转速的改变和负载的改变。
19.作为本发明的优选技术方案：在s7中， grnn模型的建立包括：s71、将α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率作为样本，采用grnn进行训练，训练的输入值为α1、α2、β1、β2、转速、负载,训练的输出值为发
电机的开环输出电压和闭环输出效率；s72、训练完成后，得到基于grnn的α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型。
20.作为本发明的优选技术方案：在s8中，利用grnn模型得到在不同工况下，开环运行时最大输出电压的角度组合以及闭环情况下，最大输出效率的角度组合。
21.电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法的适用系统，其特征在于：包括励磁电压源a1、发电机控制单元a2、电励磁双凸极发电机a3、可控整流器a4、直流侧滤波电容a5、直流负载a6、励磁电流传感器a7、转子位置传感器a8、直流侧输出电流传感器a9以及直流侧输出电压传感器a10。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明无需增加任何器件，仅需利用电励磁双凸极可控整流发电系统固有的控制器与传感器，结构简单有效，节约资源和成本；在三相三状态角度位置控制的基础上，让上开关管提前导通，下开关管延迟关断。形成了九种开关状态，充分地利用电感不同区域加速电流变化过程，从而实现输出性能的提升。
23.本发明利用人工神经网络算法实现对开环发电系统输出电压、闭环发电系统输出效率的快速建模，利用有限的实验测试工作得到宽工况范围的电压、效率分布情况，节省了实验工作量、计算量和计算时间，并为系统其他参数优化提供了参考。
附图说明
24.图1是电励磁双凸极发电机立体图；图2是电励磁双凸极发电机剖面图；图3是基于全桥整流器的电励磁双凸极发电机可控整流系统；图4是电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法示意图；图5是基于grnn的电励磁双凸极发电系统提前角与输出功率的模型的建模流程图；图6是发电机转速为5000r/min，负载为24.3ω，励磁电流为1a的开环状态下，角度位置控制、提前角控制与三相九状态三种控制方法下的母线电压对比；图7是发电机转速为5000r/min，负载为24.3ω，励磁电流为1a的开环状态下，角度位置控制、提前角控制与三相九状态三种控制方法下的a相电流对比；图8是发电机转速为5000r/min，负载为24.3ω，母线电压为270v的闭环状态下，角度位置控制、提前角控制与三相九状态三种控制方法下的励磁电流对比；图9是发电机转速为5000r/min，负载为24.3ω，母线电压为270v的闭环状态下，角度位置控制、提前角控制与三相九状态三种控制方法下的输出效率对比。
实施方式
25.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：本发明提出了电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，包括如下步骤：s1、基于线性电感模型，将电励磁双凸极发电机相绕组自感划分为三个均等的区
域，分别为：上升区、下降区和恒值区，在相绕组自感的上升区，与该绕组相连的上桥臂开关管提前导通角α1，关断角为β1；在相绕组自感的下降区，与该绕组相连的下桥臂开关管提前导通角α2,关断角为β2；在相绕组的恒值区，与该绕组相连的上下桥臂开关管均不导通；s2、保证α1大于α2，β1小于β2，且上下两开关管总导通角度τ一致，即α1+β1=α2+β2=τ，确保整个电周期中的开关管导通状态一共是九种；s3、在固定工况下，设定一个总导通角度τ的初始值并保持不变，只改变上桥臂开关管α1的大小(β1=τ-α1)，保持下开关管α2=0,β2=τ，测量不同的α1角度对应的电励磁双凸极发电系统的开环输出电压以及闭环输出效率；s4、在固定工况下，将下开关管的α2值增加，在保证α1大于α2的基础上，对于每一个新的α2重复上述s2；s5、在固定工况下，改变总上下开关管总导通τ，重复上述s2与s3；s6、更改固定工况，重复上述s2、s3、s4；s7、采用grnn建立α1、α2、β1、β2与开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型；s8、将上述s5得到的在不同工况下，不同总开关导通时间下，不同角度组合下的开环输出电压与闭环效率结果导入grnn模型中，利用grnn模型找到某一工况下最优角度组合。
26.在本实施例中：在一个电周期中，开关管的九种导通状态分别是：t1管单独导通、t1、t2管同时导通、t2管单独导通、t3管单独导通、t3、t4管同时导通、t4管单独导通、t5管单独导通、t5、t6管同时导通以及t6管单独导通。
27.在本实施例中：在s3中，提前导通角α1的大小在0
°
至75
°
范围内，包含0
°
和40
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
28.在本实施例中：在s4中，提前导通角α2的大小在0
°
至60
°
范围内，包含0
°
和60
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
29.在本实施例中：在s5中，总导通角度τ的大小范围20
°
至80
°
范围内，包含20
°
和80
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。
30.在本实施例中：s6中，更改工况包括转速的改变和负载的改变。
31.在本实施例中：在s7中， grnn模型的建立包括：s71、将α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率作为样本，采用grnn进行训练，训练的输入值为α1、α2、β1、β2、转速、负载,训练的输出值为发电机的开环输出电压和闭环输出效率；s72、训练完成后，得到基于grnn的α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型。
32.在s8中，利用grnn模型得到在不同工况下，开环运行时最大输出电压的角度组合以及闭环情况下，最大输出效率的角度组合。
33.电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法的适用系统，包括励磁电压源a1、发电机控制单元a2、电励磁双凸极发电机a3、可控整流器a4、直流侧滤波电容a5、直流负载a6、励磁电流传感器a7、转子位置传感器a8、直流侧输出电流传感器a9以及直流侧输出电压传感器a10。
34.本实施例所使用的电励磁发电机为一台12-8级电励磁双凸极发电机，其额定功率
为9kw，转速范围为4000rpm-8000rpm，励磁电流范围是0-6a，电枢绕组电阻为28mω，励磁绕组电阻为5.67ω。
35.电励磁双凸极发电系统可控整流电路的示意图如图3所示，包括励磁电压源a1，发电机控制单元a2，电励磁双凸极发电机a3，可控整流器a4，直流侧滤波电容a5，直流负载a6，励磁电流传感器a7，转子位置传感器a8，直流侧输出电流传感器a9，直流侧输出电压传感器a10。
36.图1中的参数：if代表发电机励磁电流，i
dc
代表发电机直流侧输出电流，u
dc
代表发电机直流侧输出电压，c代表滤波电容容值，r代表直流侧负载阻值。
37.本实施例中的电励磁双凸极发电机可控整流测试平台，包括电励磁双凸极发电机、拖动测试平台的伺服电机、三相全桥整流器、负载、控制器和励磁电源；控制器包含电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法。
38.本实施例中电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，具体包括如下步骤：s1、在控制器中提前写入电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法程序，控制器通过转子位置传感器读取到转子的位置，从而确定此时相绕组自感所处在的区域。基于线性电感模型，将电励磁双凸极发电机相绕组自感划分为三个均等的区域，分别为：上升区、下降区和恒值区，在相绕组自感的上升区，与该绕组相连的上桥臂开关管提前导通角α1，关断角为β1；在相绕组自感的下降区，与该绕组相连的下桥臂开关管提前导通角α2，关断角设为β2；在相绕组的恒值区，与该绕组相连的上下桥臂开关管均不导通；在s2和s3中、在转速为4000rpm，励磁电流为1a(开环状态)，负载为1kw(72.9ω)，母线电压为270v(闭环状态)情况下，设定初始总导通角度τ=20
°
，初始上桥臂开关管α1为5
°
，β1为15
°
，保持下开关管α2=0，β2=20
°
。从5
°
开始，以5
°
为步长测量不同的α1角度对应的电励磁双凸极发电系统的开环输出电压以及闭环输出效率，直到α1=τ；s4、在固定工况下，将下开关管的α2值从0开始以5
°
为步长增加，直到α2=α
1-5
°
,对于每一个新的α2值重复上述s2；s5、在固定工况下，改变总上下开关管总导通τ，从初始值20
°
开始，以10
°
为步长，重复上述s2与s3直到τ=80
°
；s6、更改转速和负载，分别在转速为4000\5000\6000rpm和负载为1\2\3kw，两两组合共9种工况组合下，重复上述s2、s3、s4；s7、采用grnn建立α1、α2、β1、β2与开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型；s8、将上述s5得到的在不同工况下，不同总开关导通时间下，不同角度组合下的开环输出电压与闭环效率结果导入grnn模型中，利用grnn模型找到某一工况下最优角度组合；在上述s7中，采用grnn建立不同α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型模型，包括：s71、将α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率作为样本，采用grnn进行训练，训练的输入值为α1、α2、β1、β2、转速、负载,训练的输出值为发电机的开环输出电压和闭环输出效率；s72、训练完成后，得到基于grnn的α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型。
39.对某一固定工况下得到的最优角度组合进行开环与闭环实验，将其结果与标准角控制和提前角控制进行比较。
40.基于上述实施例的进一步测试情况如下：利用基于grnn的电励磁双凸极发电系统导通角与输出功率的grnn模型得到使得输出功率最优的导通角组合，即α1=20
°
，β1=40
°
，α2=0
°
，β2=60
°
。将该角度组合下的三相九状态控制方法与标准角控制，提前角控制进行比较，为公平起见，在标准角控制与提前角控制中，上下开关管的导通角度均为60
°
。标准角控制中，关断角β=60
°
，提前角控制中，提前角α=20
°
，关断角β=40
°
。
41.从图6可以看到，在5000rpm，r=24.3ω，if=1a的工况下，三种控制方法下的直流母线电压分别是171.67v、179.89v以及194.71v。与标准角控制以及提前角控制相比较，在开关管导通角度都相同的情况下，采用三相九状态控制方法能够进一步提升母线电压。由于负载相同，母线电压的提升意味着输出功率得到了提升。
42.从图7可以看到，在5000rpm，r=24.3ω，if=1a的工况下，三种控制方法下的a相电流对比。首先，三种控制方法下的a相电流有效值分别为10.80a，11.71a，12.79a。即采用三相九状态控制可以提升相电流的有效值。观察a相电流波形可以看到，采用三相九状态控制下的a相幅值更大，并且电流换向的速度更快。
43.从图8可以看到，在5000rpm，r=24.3ω，u
dc
=270v的工况下，三种控制方法下的励磁电流有效值分别是1.51a，1.46a，1.36a。与标准角控制以及提前角控制相比较，在输出功率同为3kw的情况下，采用三相九状态控制方法能够进一步降低励磁电流，这一部分输出是由提升的相电流来弥补的。
44.从图9可以看到，在5000rpm，r=24.3ω，u
dc
=270v的工况下，三种控制方法下的输出效率分别是89.70%，89.69%，90.37%。与标准角控制以及提前角控制相比较，在输出功率同为3kw的情况下，采用三相九状态控制方法能够进一步提升输出效率，主要是因为减小的励磁电流使得铜耗和铁耗以及励磁电流源上的损耗进一步降低，从而提升了整体的输出效率。
45.本发明无需增加任何器件，仅需利用电励磁双凸极可控整流发电系统固有的控制器与传感器，结构简单有效，节约资源和成本；在三相三状态角度位置控制的基础上，让上开关管提前导通，下开关管延迟关断。形成了九种开关状态，充分地利用电感不同区域加速电流变化过程，从而实现输出性能的提升。
46.本发明利用人工神经网络算法实现对开环发电系统输出电压、闭环发电系统输出效率的快速建模，利用有限的实验测试工作得到宽工况范围的电压、效率分布情况，节省了实验工作量、计算量和计算时间，并为系统其他参数优化提供了参考。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、基于线性电感模型，将电励磁双凸极发电机相绕组自感划分为三个均等的区域，分别为：上升区、下降区和恒值区，在相绕组自感的上升区，与该绕组相连的上桥臂开关管提前导通角α1，关断角为β1；在相绕组自感的下降区，与该绕组相连的下桥臂开关管提前导通角α2,关断角为β2；在相绕组的恒值区，与该绕组相连的上下桥臂开关管均不导通；s2、保证α1大于α2，β1小于β2，且上下两开关管总导通角度τ一致，即α1+β1=α2+β2=τ，确保整个电周期中的开关管导通状态一共是九种；s3、在固定工况下，设定一个总导通角度τ的初始值并保持不变，只改变上桥臂开关管α1的大小(β1=τ-α1)，保持下开关管α2=0,β2=τ，测量不同的α1角度对应的电励磁双凸极发电系统的开环输出电压以及闭环输出效率；s4、在固定工况下，将下开关管的α2值增加，在保证α1大于α2的基础上，对于每一个新的α2重复上述s2；s5、在固定工况下，改变总上下开关管总导通τ，重复上述s2与s3；s6、更改固定工况，重复上述s2、s3、s4；s7、采用grnn建立α1、α2、β1、β2与开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型；s8、将上述s5得到的在不同工况下，不同总开关导通时间下，不同角度组合下的开环输出电压与闭环效率结果导入grnn模型中，利用grnn模型找到某一工况下最优角度组合。2.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在一个电周期中，开关管的九种导通状态分别是：t1管单独导通、t1、t2管同时导通、t2管单独导通、t3管单独导通、t3、t4管同时导通、t4管单独导通、t5管单独导通、t5、t6管同时导通以及t6管单独导通。3.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在s3中，提前导通角α1的大小在0
°
至75
°
范围内，包含0
°
和40
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。4.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在s4中，提前导通角α2的大小在0
°
至60
°
范围内，包含0
°
和60
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。5.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在s5中，总导通角度τ的大小范围20
°
至80
°
范围内，包含20
°
和80
°
，以5
°
为间隔，建立采样点。6.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：s6中，更改工况包括转速的改变和负载的改变。7.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在s7中， grnn模型的建立包括：s71、将α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率作为样本，采用grnn进行训练，训练的输入值为α1、α2、β1、β2、转速、负载,训练的输出值为发电机的开环输出电压和闭环输出效率；s72、训练完成后，得到基于grnn的α1、α2、β1、β2、转速、负载分别与发电系统开环输出电压以及闭环输出效率的grnn模型。8.根据权利要求1所述的电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法，其特征在于：在s8中，利用grnn模型得到在不同工况下，开环运行时最大输出电压的角度组合以及闭环情况下，最大输出效率的角度组合。
9.根据权利要求1-8任一项所述电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法的适用系统，其特征在于：包括励磁电压源a1、发电机控制单元a2、电励磁双凸极发电机a3、可控整流器a4、直流侧滤波电容a5、直流负载a6、励磁电流传感器a7、转子位置传感器a8、直流侧输出电流传感器a9以及直流侧输出电压传感器a10。

技术总结
本发明公开了电励磁双凸极发电系统三相九状态控制方法及适用系统，能够提升电励磁双凸极发电系统在开环运行时的输出功率以及闭环运行时的发电效率，在电励磁双凸极发电机相绕组的相电感上升区导通与该绕组相连的上桥臂开关管，相电感下降区导通与该绕组相连的下桥臂开关管，恒值区不导通开关管这一控制方法的基础上，将上管的开始导通时间提前，将下管的结束导通时间延迟。还包括母线电压外环与励磁电流内环相结合的PID控制，本发明适用励磁电压源A1、发电机控制单元A2、电励磁双凸极发电机A3、可控整流器A4、直流侧滤波电容A5、直流负载A6、励磁电流传感器A7、转子位置传感器A8、直流侧输出电流传感器A9以及直流侧输出电压传感器A10。传感器A10。传感器A10。


技术研发人员：陈俩 许彦武 吴承岳 丁树业 闫晓鸣
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/9