[发明专利]集成高压直流发电系统

说明书

背景技术

本发明涉及一种发电系统，并且更特别地涉及一种高压直流(HVDC)发电系统。

HVDC发电系统经常采用与有源整流器耦接的永磁发电机(PMG)。这样的系统的典型拓扑利用PMG定子自感作为升压电感器并且位置传感器诸如分解器被用于有源整流器开关换向。有源整流器经常是经由三相电力电缆以及用分解器电缆连接到PMG的独立线可替换单元(LRU)。这种配置的有源整流器导致整个系统的尺寸增加并且易于产生可靠性问题。另外，尽管用于有源整流器开关换向的基于分解器的位置传感器是有效的，但是这样的组件也可能提供可靠性顾虑。

发明内容

根据一个实施例，集成高压直流(HVDC)发电系统(EPGS)包括包含PMG定子和PMG转子的永磁发电机(PMG)，其中PMG被设置在PMG外壳中。还包括电枢绕组，该电枢绕组可操作地连接到PMG和用于转换来自电枢绕组的高压AC的第一整流器，其中电枢绕组与第一升压电感器通信，其中电枢绕组、第一整流器和第一升压电感器各自设置在PMG外壳中。电枢绕组可操作地连接到用于转换来自电枢绕组的高压AC的第二整流器，其中电枢绕组与第二升压电感器通信，其中电枢绕组、第二整流器和第二升压电感器设置在PMG外壳中。

根据另一个实施例，一种产生高压直流(HVDC)电力的方法包括电枢绕组可操作地连接到第一整流器和第二整流器，其中PMG、电枢绕组、第一整流器和第二整流器设置在PMG外壳中。还包括延伸电枢绕组以形成第一升压电感器，其中第一升压电感器设置在PMG外壳中。进一步包括延伸电枢绕组以形成第二升压电感器，其中第二升压电感器设置在PMG外壳中。更进一步包括用整流器控制器来控制第一整流器和第二整流器。

附图说明

被视为本发明的主题是在说明书完结时在权利要求中特别地指出和清晰地主张的。本发明的前述的和其它的特征以及优点从结合附图的以下的详细描述中显现，在附图中：

图1图解地示意了集成高压直流(HVDC)发电系统(EPGS)。

具体实施方式

参考图1，发电系统(EPGS)被图解地示意并且通常用参考标记10指代。EPGS10可操作地连接到将由EPGS10驱动的至少一个负载12。该至少一个负载12可以是与众多应用关联的组件或系统，其中一个这样的应用包括但不限于车辆，诸如军用地面车辆。

EPGS10是集成高压直流(HVDC)系统并包括包含PMG定子16和PMG转子14a的永磁发电机(PMG)14。PMG定子16包括电枢绕组25。EPGS10还包括第一整流器18和第二整流器19。PMG14、PMG电枢绕组25、第一整流器18和第二整流器19全部设置在PMG外壳20中。在PMG外壳20中还设置多个升压电感器，诸如第一升压电感器22和第二升压电感器24，其中第一升压电感器22和第二升压电感器24二者形成PMG电枢绕组25的延伸部分。第一升压电感器22和第二升压电感器24中的任一个或两个可以是三相电感器，然而，这仅仅示意了可以采用的特定电感器。

磁通量由永磁体部分提供并与PMG电枢绕组25相互作用以产生PMG电枢绕组25中的反电势电压。PMG电枢绕组25的AC输出的幅值依赖于永磁体的转动速度并因此未受调整。第一整流器18和第二整流器19整流AC输出并提供DC输出。发电机中性点提供公共节点32，其可由被设置在PMG外壳20外部的位置处的控制器30访问，所述控制器30可操作地与EPGS10通信，并被配置成基于在公共节点32上以及在电枢绕组25的一相处取得的电压读数来检测PMG转子的位置。正如领域中已知的，PMG转子位置的检测通过采用锁相环技术而完成。控制器30的实施可以是在固定的或旋转的参考系中并可跟随电流参考信号。为了完成交织操作，载波信号被彼此相移了用于产生正弦-三角脉宽调制(PMW)图案的三角波形的半个(1/2)开关周期。电流参考幅值的幅值是DC总线电压的函数并且在嵌入在控制器30中的基于PI的电压调节器的输出上得到。