ALU-8521LS发电机调压器的设计及其故障检测系统实现

论文摘要

目前飞机上广泛使用的大都是恒速恒频的交流发电机系统,与之相比,高压直流供电系统的应用前景更为广阔。因具有重量轻、效率高、不中断供电、滤波要求简单和易于实现等一系列的优点,使其更能适应航空电力系统供电装置。但随着航空技术的飞速发展,飞机电气系统的设备越来越多,控制系统结构日益复杂,电气系统的浪涌、尖峰脉冲等都会使飞机系统产生误动作,一直影响飞机系统的作战任务,因此对于可靠的电气系统的研究具有重大意义。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,对高压直流发电系统调压器的工作原理进行了详细介绍,设计了高压直流发电系统调压器的硬件电路,主要包括励磁功率主电路、过压和欠压保护电路、电压检测电路、PWM脉冲产生电路、功率驱动电路、励磁电流检测电路。建立了调压器的频域模型,并在Simulink仿真软件中对论文中所设计出的调压器进行了建模仿真。其次,分析了高压直流发电系统调压器可能产生的故障原因以及故障点,根据分析对故障进行了分类,建立了故障分析表和故障码表。最后,根据功能需求对高压直流发电系统调压器故障检测系统进行了分析和设计,主要包括直流调压器故障诊断、故障诊断过程、故障检测各部分软件的设计,并对高压直流发电系统调压器故障检测系统进行实现。测试结果表明,本文中所设计的调压器的功能和性能指标均能满足高压直流发电系统的需要。同时,调压器故障检测系统不仅能够快速地检测出故障点,而且还能对故障原因进行显示。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 航空发电系统介绍
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究背景与意义
• 1.4 本文的研究目标及主要研究内容
• 1.5 本文的章节安排
• 第二章 高压直流发电系统的调压器设计
• 2.1 高压直流发电机的组成
• 2.2 直流调压器的工作原理
• 2.3 直流调压器的硬件电路设计
• 2.4 直流调压器的频域模型及仿真
• 2.5 本章小结
• 第三章 调压器故障检测系统需求分析
• 3.1 高压直流发电系统的故障分析
• 3.1.1 故障类型
• 3.1.2 故障分析表
• 3.1.3 故障码表
• 3.2 系统的功能需求
• 3.2.1 过压欠压诊断
• 3.2.2 励磁电流过流诊断
• 3.2.3 直流发电机故障诊断
• 3.2.4 功率管过热诊断
• 3.2.5 整流器故障诊断
• 3.2.6 电路板故障诊断
• 3.3 本章小结
• 第四章 调压器故障检测系统总体设计
• 4.1 系统设计的总体目标
• 4.2 调压器故障检测系统的组成
• 4.2.1 自检测模块
• 4.2.2 调压器电路板检测模块
• 4.3 调压器故障检测的工作流程
• 4.4 下位机系统的设计
• 4.4.1 电源模块设计
• 4.4.2 信号采集处理系统设计
• 4.4.3 A/D 转换及数据处理系统
• 4.4.4 CAN 通讯模块
• 4.5 上位机系统的设计
• 4.5.1 上位机软件选择
• 4.5.2 上位机界面设计
• 4.6 系统的开发环境
• 4.6.1 硬件环境
• 4.6.2 软件环境
• 4.7 本章小结
• 第5章 调压器故障检测系统的实现
• 5.1 故障检测系统的组成
• 5.2 下位机系统的实现
• 5.2.1 电源模块
• 5.2.2 信号采集处理系统
• 5.2.3 A/D 转换及数据处理系统
• 5.2.4 CAN 通讯模块
• 5.2.5 CAN 通讯函数
• 5.3 上位机系统的实现
• 5.3.1 用户管理界面的实现
• 5.3.2 系统显示界面的实现
• 5.3.3 故障数据库记录的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 调压器故障检测系统测试
• 6.1 测试条件
• 6.2 测试与结果分析
• 6.2.1 调压器性能测试与分析
• 6.2.2 调压器故障检测系统测试与分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献