本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)式繞組開放式永磁發(fā)電機(jī)系統(tǒng)調(diào)制策略研究

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【摘要】：永磁同步發(fā)電機(jī)(PMSG)以其功率密度大、結(jié)構(gòu)簡單、效率高等優(yōu)點,在車載電源系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的關(guān)注,但是永磁體氣隙磁場調(diào)節(jié)困難,常規(guī)的PMSG和電壓型PWM整流器構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)存在運行范圍受限、電壓調(diào)節(jié)困難等問題。為此,本文采用一種繞組開放式結(jié)構(gòu)的PMSG擴(kuò)展電機(jī)的運行范圍,并對該發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)制策略展開研究。本文首先分析了由整流橋、全橋變換器和繞組開放式PMSG構(gòu)成的并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)的基本工作原理,詳細(xì)說明了繞組開放式PMSG的數(shù)學(xué)模型搭建方法,并針對并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)中整流橋和逆變器直流側(cè)并聯(lián)這一特殊結(jié)構(gòu),分析其在常規(guī)的空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)策略下產(chǎn)生零序電流和諧波的問題。在此基礎(chǔ)上,分別采用滯環(huán)控制和正弦脈寬調(diào)制(SPWM)策略對系統(tǒng)的性能進(jìn)行改進(jìn),并給出系統(tǒng)的控制框圖。通過對并聯(lián)式發(fā)電拓?fù)渲胁捎肧PWM策略系統(tǒng)中仍存在諧波問題的分析,提出一種基于整流橋側(cè)電壓前饋補償?shù)母倪M(jìn)型SPWM策略,以進(jìn)一步改善系統(tǒng)的性能。其次,為了說明采用的調(diào)制策略的可行性,通過MATLAB搭建了并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)仿真模型,分別對幾種調(diào)制策略進(jìn)行仿真研究,并通過對仿真結(jié)果的對比分析,說明了本文采用的調(diào)制策略的可行性。最后,構(gòu)建了基于TMS320F2812和CPLD為核心控制器的發(fā)電系統(tǒng)硬件控制平臺,分別介紹了DSP和CPLD程序設(shè)計的思想,并以一臺1k W的繞組開放式PMSG為對象進(jìn)行實驗,實驗結(jié)果驗證了本文采用的調(diào)制策略的正確性。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)式繞組開放式PMSG 諧波 零序電流 SPWM 調(diào)制策略
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2 繞組開放式電機(jī)拓?fù)涞难芯扛艣r13-16
• 1.3 本文的研究背景及主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 并聯(lián)式繞組開放PMSG系統(tǒng)的工作原理及調(diào)制策略18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18
• 2.3 并聯(lián)式繞組開放式PMSG數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.3.1 坐標(biāo)變換19-20
• 2.3.2 繞組開放式PMSG數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.4 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)基本工作原理22-25
• 2.4.1 發(fā)電系統(tǒng)調(diào)壓控制22-24
• 2.4.2 零序電流分析24-25
• 2.5 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)的調(diào)制策略25-31
• 2.5.1 SVPWM策略存在的零序電流問題25-27
• 2.5.2 滯環(huán)控制和SPWM策略27-29
• 2.5.3 改進(jìn)型SPWM策略29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)建模與仿真32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)MATLAB建模32-37
• 3.2.1 繞組開放式PMSG本體建模32-33
• 3.2.2 功率變換器電路建模33-34
• 3.2.3 控制器建模34-37
• 3.3 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)仿真分析37-41
• 3.3.1 仿真參數(shù)37-38
• 3.3.2 SVPWM策略仿真結(jié)果分析38-39
• 3.3.3 滯環(huán)控制策略仿真結(jié)果分析39
• 3.3.4 SPWM策略仿真結(jié)果分析39-41
• 3.3.5 改進(jìn)型SPWM策略仿真結(jié)果分析41
• 3.4 仿真結(jié)果比較分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)硬件設(shè)計43-52
• 4.2.1 主功率電路硬件設(shè)計44-45
• 4.2.2 采樣及調(diào)理電路硬件設(shè)計45-47
• 4.2.3 保護(hù)電路硬件設(shè)計47-48
• 4.2.4 隔離電路硬件設(shè)計48-49
• 4.2.5 數(shù)字控制電路硬件設(shè)計49-52
• 4.3 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)的軟件設(shè)計52-56
• 4.3.1 DSP程序設(shè)計思想52-54
• 4.3.2 CPLD程序設(shè)計思想54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 并聯(lián)式繞組開放式PMSG系統(tǒng)的實驗研究57-62
• 5.1 引言57
• 5.2 SVPWM策略的實驗結(jié)果分析57-58
• 5.3 滯環(huán)控制和SPWM策略的實驗結(jié)果分析58-59
• 5.4 改進(jìn)型SPWM策略的實驗結(jié)果分析59-61
• 5.5 四種調(diào)制策略實驗結(jié)果比較分析61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果68-69
• 附錄69

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本文編號：788361