起动/发电双功能系统是现代先进飞机机载电气设备的一个重要发展方向。起动/发电双功能系统不仅能提高飞机的电气性能,还能提高系统运行的稳定性。旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等特点,在飞机电源系统中得到了广泛的应用。要构成基于旋转整流器式同步电机的起动/发电系统,必须解决起动过程的励磁问题。由于无需对旋转整流器式同步电机电机结构进行改动,人们提出了单相交流励磁起动方案。本文对采用单相交流励磁的旋转整流器式无刷同步电机的起动问题进行了深入的研究。论文对前人提出的单相交流励磁的理论与方法进行了进一步的完善,在单相交流励磁的仿真中建立了考虑铁磁损耗的励磁机模型,指出起动时的励磁电源应为交流电流源,应该充分利用励磁绕组容量,才能有助于产生较大的电磁转矩。文中详细说明了旋转整流器的三种工作模态,及旋转整流器对主发电机励磁电压的影响。建立了matlab仿真模型,采用仿真的手段分别研究了在电机静止和转动时,励磁机的励磁电流的幅值和频率与主发电机励磁电流的关系,总结出起动过程中单相交流励磁电流幅值和频率的最佳控制规律。对于旋转整流器式无刷同步电机的起动控制,论文给出了自控式同步起动方案的基本原理,阐述了自控同步起动控制的控制方法,得出了起动控制的规律:1)通过控制适当的换相角使定子磁势与转子保持接近正交的关系;2).提高电机的等效电压来加大工作电流,发挥变换器的最大能力。可使电机获得较大的起动力矩,提高起动能力。DTC控制是高性能的电机控制技术,不需要位置传感器。论文给出了同步电机的DTC起动控制原理和策略,并且应用仿真的手段,初步研究了同步电机的DTC起动控制策略。本文给出控制系统的组成,介绍了以DSP为控制核心的软、硬件方案。对于控制和驱动电路需要稳定可靠的电源,设计了可从母线取电的反激变换器,给出了变换器的详细设计步骤,并给出实验结果。