具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种飞机起动发电机，所述发电机包括：

定子绕组电路、控制器、逆变器、接触器、直流汇流条；

所述定子绕组电路通过所述逆变器经所述接触器QF1与所述直流汇流条连接；

所述控制器的一端用于接收电机运行状态的控制信号，另一端连接所述定子绕组电路，并根据所述电机运行状态的控制信号控制所述定子绕组电路中多个开关器件，以实现所述定子绕组电路中多个绕组的串联或并联，所述电机运行状态包括电机起动状态、电机发电状态。

具体的如图2所示，所述定子绕组电路由6个所述绕组，7个开关器件和1个不控整流桥组成。6个绕组分别为第一绕组W1、第二绕组W2、第三绕组W3、第四绕组W4、第五绕组W5、第六绕组W6，7个开关器件分别为的第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3、第四开关器件S4、第五开关器件S5、第六开关器件S6、第七开关器件S7。

如图3所示，若所述控制器接收到电机起动状态的控制信号，则控制所述定子绕组电路中的第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3导通，第四开关器件S4、第五开关器件S5、第六开关器件S6、第七开关器件S7断开，使得第一绕组W1与第二绕组W2串联，第三绕组W3与第四绕组W4串联，第五绕组W5与第六绕组W6串联；

如图4所示，若所述控制器接收到电机发电状态的控制信号，则控制所述定子绕组电路中的第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3断开，第四开关器件S4、第五开关器件S5、第六开关器件S6、第七开关器件S7导通，使得第一绕组W1与第二绕组W2并联，第三绕组W3与第四绕组W4并联，第五绕组W5与第六绕组W6并联。

如图5所示，所述电机运行状态的控制信号由第一初级驱动信号和第二初级驱动信号组成；所述控制器包括互锁驱动电路，所述互锁驱动电路的一端用于接收所述第一初级驱动信号和所述第二初级驱动信号，另一端输出第一次级驱动信号和第二次级驱动信号。

具体的，所述互锁驱动电路根据接收的所述第一初级驱动信号和所述第二初级驱动信号确定第一次级驱动信号和第二次级驱动信号；

所述第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3受控于所述第一次级驱动信号；若第一次级驱动信号为高电平，则第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3导通；若第一次级驱动信号为低电平，则第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3断开；

所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7受控于第二次级驱动信号。若第二次级驱动信号为高电平，则所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7导通，若第二次级驱动信号为低电平，则所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7断开。

具体的如图6所示，若所述控制器接收到电机起动状态的控制信号，则控制第一初级驱动信号为高电平3V，第二初级驱动信号为低电平0：所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1导通，第二晶体管T2截止，第一二极管D1导通，第二二极管D2截止，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，第一次级驱动信号输出高电平，第二次级驱动信号输出低电平；

若所述控制器接收到电机发电状态的控制信号，则控制所述第一初级驱动信号为低电平0，所述第二初级驱动信号为高电平3V；所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1截止，第二晶体管T2导通，第一二极管D1截止，第二二极管D2导通，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，第一次级驱动信号输出低电平，第二次级驱动信号输出高电平。

进一步的，当所述第一初级驱动信号、所述第二初级驱动信号均为低电平时，所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1截止，第二晶体管T2截止，第一二极管D1截止，第二二极管D2截止，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，所述第一次级驱动信号输出低电平，所述第二次级驱动信号输出低电平；

进一步的，当所述第一初级驱动信号、所述第二初级驱动信号均为高电平时，所述互锁驱动电路中第一晶体管T1导通，第二晶体管T2导通，第一二极管D1导通，第二二极管D2导通，第三二极管D3截止，第四二极管D4截止，所述第一次级驱动信号输出低电平，所述第二次级驱动信号输出低电平。此种情况实现了两路驱动信号的互锁，可防止第一开关器件S1至第三开关器件S3和第四开关器件S4至第七开关器件S7同时导通，避免三相短路风险。

本发明提供的飞机起动发电机，在起动航空发动机阶段，通过控制功率开关器件使电机绕组具有较大的串联匝数，可降低起动电流，有利于减轻飞机电缆重量。在发电阶段，通过控制功率开关器件使电机绕组具有较低的串联匝数，可降低电枢反应电抗，提高功率极限，降低浪涌电压及其持续时间,降低单套绕组热损耗，且双绕组互为冗余，可靠性高。在切换过程中，通过互锁驱动控制方法避免短路风险，省去了限流绕组，且可控功率开关器件的总数降低至7个，可靠性高。

基于前述发明内容，进一步提出一种基于永磁同步电机的直流起动发电系统实施方式，如图1所示，定子绕组电路通过一台逆变器经接触器QF1与直流汇流条连接，控制器按照前述控制方法控制第一开关器件至第七开关器件。

在起动航空发动机阶段，控制器发出高电平驱动信号使开关器件S1、S2、S3导通，发出低电平驱动信号使开关器件S4、S5、S6、S7关断，绕组W1与W2串联、W3与W4串联、W5与W6串联。控制器闭合QF1，逆变器从直流汇流条取电，并逆变成三相交流电给电机的定子三相绕组供电。

在发电阶段，控制器发出低电平驱动信号使开关器件S1、S2、S3关断，发出高电平驱动信号使开关器件S4、S5、S6、S7导通，绕组W1与W2并联、W3与W4并联、W5与W6并联。控制器控制逆变器工作于整流模式，将电机发出的三相交流电转换成直流并经闭合的QF1向直流汇流条馈电。

基于前述发明内容，进一步提出一种基于三级式同步电机的交流起动发电系统实施方式，如图7所示，主电机的定子绕组既与一台逆变器连接，也通过接触器QF2与交流汇流条连接。所述逆变器经接触器QF1与直流汇流条连接。控制器按照前述控制方法控制第一开关器件至第七开关器件。

在起动航空发动机阶段，控制器发出高电平驱动信号使开关器件S1、S2、S3导通，发出低电平驱动信号使开关器件S4、S5、S6、S7关断，绕组W1与W2串联、W3与W4串联、W5与W6串联。控制器闭合QF1并断开QF2和QF3,然后控制逆变器从直流汇流条取电，转换成三相交流电并驱动电机。

在发电阶段，控制器发出低电平驱动信号使开关器件S1、S2、S3关断，发出高电平驱动信号使开关器件S4、S5、S6、S7导通，绕组W1与W2并联、W3与W4并联、W5与W6并联。控制器断开QF1并闭合QF2和QF3，电机发出三相交流电并向交流汇流条馈电。

如图8所示，本发明实施例提供一种控制飞机起动发电机的方法，所述方法包括：

S10、控制器接收电机运行状态的控制信号，所述电机运行状态包括电机起动状态、电机发电状态。

如图5所示，所述电机运行状态的控制信号由第一初级驱动信号和第二初级驱动信号组成；所述控制器包括互锁驱动电路，所述互锁驱动电路的一端用于接收所述第一初级驱动信号和所述第二初级驱动信号。

S20、将所述电机运行状态的控制信号转换为第一次级驱动信号和第二次级驱动信号。

所述互锁驱动电路根据接收的所述第一初级驱动信号和所述第二初级驱动信号确定第一次级驱动信号和第二次级驱动信号。

具体的如图6所示，若所述控制器接收到电机起动状态的控制信号，则控制第一初级驱动信号为高电平3V，第二初级驱动信号为低电平0：所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1导通，第二晶体管T2截止，第一二极管D1导通，第二二极管D2截止，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，第一次级驱动信号输出高电平，第二次级驱动信号输出低电平；

若所述控制器接收到电机发电状态的控制信号，则控制所述第一初级驱动信号为低电平0，所述第二初级驱动信号为高电平3V；所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1截止，第二晶体管T2导通，第一二极管D1截止，第二二极管D2导通，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，第一次级驱动信号输出低电平，第二次级驱动信号输出高电平。

进一步的，当所述第一初级驱动信号、所述第二初级驱动信号均为低电平时，所述互锁驱动电路中的第一晶体管T1截止，第二晶体管T2截止，第一二极管D1截止，第二二极管D2截止，第三二极管D3导通，第四二极管D4导通，所述第一次级驱动信号输出低电平，所述第二次级驱动信号输出低电平；

进一步的，当所述第一初级驱动信号、所述第二初级驱动信号均为高电平时，所述互锁驱动电路中第一晶体管T1导通，第二晶体管T2导通，第一二极管D1导通，第二二极管D2导通，第三二极管D3截止，第四二极管D4截止，所述第一次级驱动信号输出低电平，所述第二次级驱动信号输出低电平。此种情况实现了两路驱动信号的互锁，可防止第一开关器件S1至第三开关器件S3和第四开关器件S4至第七开关器件S7同时导通，避免三相短路风险。

S30、通过所述第一次级驱动信号控制定子绕组电路中的第一开关器件、第二开关器件、所述第三开关器件的开合状态。

若第一次级驱动信号为高电平，则第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3导通；若第一次级驱动信号为低电平，则第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3断开。

S40、通过所述第二次级驱动信号控制定子绕组电路中的第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件的开合状态。

若第二次级驱动信号为高电平，则所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7导通，若第二次级驱动信号为低电平，则所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7断开。

S50、根据所述定子绕组电路中的多个开关器件的开合状态实现所述定子绕组电路中多个绕组的串联或并联。

如图3所示，若所述控制器接收到电机起动状态的控制信号，则第一次级驱动信号输出高电平，第二次级驱动信号输出低电平；控制所述定子绕组电路中的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件导通，第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件断开，使得第一绕组与第二绕组串联，第三绕组与第四绕组串联，第五绕组与第六绕组串联；

如图4所示，若所述控制器接收到电机发电状态的控制信号，则控制所述第一初级驱动信号为低电平，所述第二初级驱动信号为高电平；控制所述定子绕组电路中的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件断开，第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件导通，使得第一绕组与第二绕组并联，第三绕组与第四绕组并联，第五绕组与第六绕组并联。

本发明实施例提供的控制飞机起动发电机的方法，通过功率开关器件实现电机定子绕组在起动阶段和发电阶段的切换，使电机在起动阶段具有较高的串联匝数，在发电阶段具有较低的串联匝数，有利于降低起动电流，提高发电功率极限，降低浪涌电压及其持续时间。相比于现有技术方案，本发明直接在电机端将绕组并联，无需设置绕组空间相位差，扩展了应用范围，通用于直流起动发电系统和变频交流起动发电系统；采用互锁驱动控制方法，取消了现有方案的限流绕组，可大大减轻电机重量；只需控制7个功率开关器件，相比于现有方案的8个功率开关器件，可靠性更高。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种控制飞机起动发电机的方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

控制器接收电机运行状态的控制信号，所述电机运行状态包括电机起动状态、电机发电状态；

将所述电机运行状态的控制信号转换为第一次级驱动信号和第二次级驱动信号；

通过所述第一次级驱动信号控制定子绕组电路中的第一开关器件、第二开关器件、所述第三开关器件的开合状态；

通过所述第二次级驱动信号控制定子绕组电路中的第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件的开合状态；

根据所述定子绕组电路中的多个开关器件的开合状态实现所述定子绕组电路中多个绕组的串联或并联。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

控制器接收电机运行状态的控制信号，所述电机运行状态包括电机起动状态、电机发电状态；

将所述电机运行状态的控制信号转换为第一次级驱动信号和第二次级驱动信号；

通过所述第一次级驱动信号控制定子绕组电路中的第一开关器件、第二开关器件、所述第三开关器件的开合状态；

通过所述第二次级驱动信号控制定子绕组电路中的第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件的开合状态；

根据所述定子绕组电路中的多个开关器件的开合状态实现所述定子绕组电路中多个绕组的串联或并联。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。