小型永磁同步發(fā)電機(jī)PWM整流控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，高性能的汝鐵硼材料、電力電子技術(shù)、大規(guī)模集的成電路和計(jì)算技術(shù)高速發(fā)展，永磁同步發(fā)電機(jī)因?yàn)轶w積小、重量輕、功率、體積之比例大、效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了國(guó)內(nèi)外科技研發(fā)人員的高度重視。經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，其衍生的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，武器裝備技術(shù)，航天技術(shù)等各種領(lǐng)域。小型永磁發(fā)電機(jī)用途廣泛，可在電網(wǎng)不發(fā)達(dá)地區(qū)做獨(dú)立供電電源使用，也可作為一些不能斷電的設(shè)備場(chǎng)地的備用電源，也可用于軍事武器裝備，野外作業(yè)等在電網(wǎng)達(dá)不到的邊遠(yuǎn)

2、地區(qū)，可以作為獨(dú)立的供電電源來(lái)使用，小功率的永磁發(fā)電機(jī)還可以用于軍事武器裝備，野外作業(yè)等情況。因此，大力推廣這種高性能小型發(fā)電機(jī)組是非常必要的，對(duì)于這種永磁發(fā)電機(jī)PWM整流控制方法的進(jìn)一步研究也是有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要圍繞并小型永磁同步發(fā)電機(jī)PWM整流相關(guān)控制技術(shù)展開(kāi)研究，對(duì)三相電壓型PWM整流器，空間矢量脈寬調(diào)制策略以及無(wú)速度傳感器基于反電動(dòng)勢(shì)滑膜觀測(cè)法等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析探討，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論研究成果的正確性

3、。且在試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，證明本文的控制方案的可行性。
　　本論文首先分析小型永磁同步發(fā)電機(jī)整流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及永磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了PWM整流器四象限運(yùn)行的基本規(guī)律和工作特性，并介紹PWM整流器的分類(lèi)，通過(guò)分析確定了本文的PWM整流器選擇電壓型的三相PWM整流器。然后就電壓型的三相PWM整流器進(jìn)行了具體的分析，詳細(xì)分析了其工作原理。給出了整流器交流側(cè)與直流側(cè)的電壓電流的數(shù)學(xué)公式。從理論上分析了電壓型三相PWM整流器的

4、特性。
　　其次本文研究列出了電壓型三相PWM整流器不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了對(duì)比分析，并選擇空間矢量的控制策略對(duì)永磁發(fā)電系統(tǒng)的PWM整流電壓控制，并對(duì)SVPWM的調(diào)制方式進(jìn)行了分析研究，并結(jié)合無(wú)速度傳感理論以及反電動(dòng)勢(shì)滑模觀測(cè)法進(jìn)行系統(tǒng)的分析并采用電流的前饋解耦控制，試圖在理論上優(yōu)化小型交流永磁同步發(fā)電機(jī)PWM整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能以及直流母線電壓的穩(wěn)定性。
　　再次給出了小功率永磁同步發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)在Matlab/S

5、imulink上建立的仿真模型，并具體介紹了Matlab上的坐標(biāo)變換公式以及空間矢量變換的控制框圖，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真得到了在額定條件下的系統(tǒng)仿真波形和在給定電壓變換時(shí)的系統(tǒng)仿真波形，驗(yàn)證了整套方案的理論可行性。
　　最后本文小型永磁發(fā)電機(jī)PWM整流系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件硬件設(shè)計(jì)，并給出了驅(qū)動(dòng)電路，采樣點(diǎn)路以及485驅(qū)動(dòng)電路，過(guò)流保護(hù)電路的硬件電路設(shè)計(jì)圖以及軟件控制的結(jié)構(gòu)框圖，以及基于反電動(dòng)勢(shì)滑模觀測(cè)的軟件控制流程，并對(duì)數(shù)值分析進(jìn)行了