【摘要】：無刷雙饋電機(jī)是一種新型交流感應(yīng)電機(jī),在變頻調(diào)速、變速恒頻發(fā)電、船用軸帶發(fā)電、風(fēng)力和水利發(fā)電等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。無刷雙饋電機(jī)省去了電刷和滑環(huán),結(jié)構(gòu)簡單,具有較高的可靠性,還具有同步運行、異步運行、雙饋運行等多種運行方式,且功率因數(shù)可調(diào)。在轉(zhuǎn)速變化時,電機(jī)能夠維持功率繞組恒壓輸出,并具有較高的功率密度。本文研究認(rèn)為,無刷雙饋電機(jī)的上述優(yōu)點,十分適合用于高儲能、高功率的脈沖重頻充電電源系統(tǒng),用于完成高電壓儲能電容器的快速充電。因此,本論文提出基于無刷雙饋電機(jī)的電容充電電源系統(tǒng)的研究,通過此研究,一方面拓展無刷雙饋電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域,將其用于脈沖發(fā)電;另一方面探索新的電容重頻充電的技術(shù)方案,豐富脈沖功率電源的技術(shù)手段。本論文的主要研究內(nèi)容包括:首先,掌握無刷雙饋脈沖發(fā)電機(jī)的工作原理,搭建其在三相靜止坐標(biāo)系下、雙轉(zhuǎn)子速坐標(biāo)系下和雙同步速坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而在雙同步速坐標(biāo)系下研究并提出控制繞組側(cè)變換器的直接電壓控制策略,還針對功率繞組側(cè)變換器采用基于交流側(cè)電壓定向的電流電壓雙閉環(huán)控制策略。其次,研究了基于無刷雙饋脈沖發(fā)電機(jī)的電容充電電源系統(tǒng)方案,分析了無刷雙饋電機(jī)對電容充電的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),重點分析設(shè)計了與無刷雙饋電機(jī)配套的雙PWM變換器,分析了其硬件整體結(jié)構(gòu),完成了其主電路設(shè)計、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及其軟件設(shè)計。最后,在MATLAB的simulink中搭建了功率繞組側(cè)變換器和控制繞組側(cè)變換器的仿真模型,開展了仿真研究。功率繞組側(cè)變換器研究了其單位功率運行、動態(tài)響應(yīng)和能量雙向運行特性,仿真結(jié)果說明電流電壓雙閉環(huán)控制策略可以實現(xiàn)直流側(cè)電壓恒定、交流側(cè)電壓電流能夠快速響應(yīng)負(fù)載變化以及能量雙向流動的控制目標(biāo)。控制繞組側(cè)變換器分別模擬了在空載和給電容充電過程中的仿真實驗,仿真結(jié)果說明直接電壓控制策略的可行性,在空載下,實現(xiàn)功率繞組輸出電壓恒定;在電容充電過程中,實現(xiàn)對電容的快速充電。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM46

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