永磁同步发电机的PWM整流技术研究
近几年，随着对单相/三相电源系统体积、效率、功率因数等参数的要求越来越高，永磁同步发电机因其结构简单、效率高、运行可靠等优点得到了越来越多的应用，尤其是在一些新兴行业，例如混合动力车、风电系统、航空电源等。所以对于永磁同步发电机系统的研究具有现实意义。 普通的永磁同步发电机系统虽然能实现调压的功能，但是发电机本身的性能却不能得到提高，所以本文提出了将PWM整流技术应用于永磁同步发电机系统这一方案。永磁同步发电机PWM整流系统不仅能够实现直流侧电压的调节，也能提高交流侧发电机的功率因数、降低发电机电流的谐波。 针对永磁同步发电机PWM整流系统，本文主要分析了系统的数学模型和控制策略，最后进行了仿真与实验验证。 首先，对永磁同步发电机与电压型PWM整流器分别进行了数学建模，得到了在d-q轴旋转坐标系下的整流系统数学模型，简化了下文的设计分析。其次，介绍了整流系统的控制策略，通过对几种经典的常用的控制策略的分析比较，选择了电压电流双闭环控制策略，并且对电流环的解耦控制进行了详细分析。考虑到发电机电感参数在系统运行过程中可能会发生变化，提出了无电感参数解耦控制策略，并在仿真软件中验证了该方案的可行性。接着，利用Matlab仿真软件对整流系统进行了仿真分析，验证了系统能够实现直流侧调压、交流侧高功率因数、交流侧低电流谐波这三个功能。最后，以数字控制芯片TMS320F2812为核心搭建了整个系统的实验平台，完成了软硬件设计，对整流系统进行了稳态和动态的实验。结果表明，在稳态情况下，系统能够实现直流侧调压以及交流侧电流低谐波这两个功能；而改变发电机转速或者改变直流电压参考值，系统均能快速趋于稳定且超调较小，两种情况均能满足设计要求。
永磁同步发电机;脉冲宽度整流;三相电源系统;双闭环控制;数字控制
南京航空航天大学
硕士
电力电子与电力传动
刘闯
2014
中文
TM351;TM301.2
70
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）