本文關鍵詞：航天用斯特林發(fā)電機控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：自由活塞式斯特林發(fā)電機是一種性能優(yōu)越的空間電源,其可靠性高和壽命較長的特點有助于提高探測器的安全性和最大巡游半徑�？臻g斯特林發(fā)電技術的研究對新能源開發(fā)利用、提高探測器性能和空間電源技術應用水平具有重要研究價值。首先,根據自由活塞式斯特林發(fā)動機(FPSE)工作原理,采用等溫分析方法建立其運動方程,對其采用線性動力學方法得到FPSE頻域線性模型方程,經過推導分析得出了振蕩頻率、活塞幅值比、活塞相位差、機械功率輸出表達式和FPSE起振、穩(wěn)定運行的判別條件,并對FPSE性能參數及動態(tài)行為過程進行仿真驗證。其次,由直線發(fā)電機工作原理,對直線發(fā)電機單位內功率因數控制方法進行研究。對FPSE單相直線發(fā)電機串聯調諧電容矯正控制、虛擬坐標變換前饋解耦矢量控制原理進行分析,并建立Simulink模型對其進行仿真驗證;對三相直線發(fā)電機直接電流前饋解耦控制原理及其模型進行分析,并建立Simulink仿真模型對其進行驗證,為后續(xù)實驗提供參考依據。再次,對三相圓筒型錯齒結構橫向磁通永磁直線發(fā)電機(TST-TFPMLG)原理進行分析,結合控制器與實驗平臺實際,介紹了控制器硬件功能;采用模塊化編程方法對單位內功率因數控制算法主程序、功能模塊程序以及中斷服務程序進行C語言編程。整合控制系統(tǒng)各硬件和軟件,對單位內功率因數控制系統(tǒng)進行綜合調試。最后,進行三相TST-TFPMLG單位內功率因數控制實驗。實驗之前搭建控制系統(tǒng)實驗平臺,首先對發(fā)電機串聯調諧電容矯正控制方法進行實驗,然后對振蕩原動機機械頻率為10Hz、20Hz時分別進行有源內功率因數控制實驗。通過實驗及數據分析,得出了控制器向TST-TFPMLG提供無功,有功功率輸出都增大的結論。
【關鍵詞】：太空電源 FPSE 斯特林發(fā)電機 單位內功率因數控制 橫向磁通
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V439
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.2 斯特林發(fā)電機控制系統(tǒng)發(fā)展綜述10-17
• 1.2.1 斯特林發(fā)動機發(fā)展綜述10-11
• 1.2.2 斯特林發(fā)動機分析方法綜述11-13
• 1.2.3 國內外斯特林發(fā)電機控制研究綜述13-17
• 1.3 本文主要研究內容17-19
• 第2章 自由活塞式斯特林發(fā)動機原理及模型分析19-35
• 2.0 引言19
• 2.1 自由活塞式斯特林發(fā)動機工作原理分析19-21
• 2.2 自由活塞式斯特林發(fā)動機模型建立21-25
• 2.3 自由活塞式斯特林發(fā)動機模型分析及仿真25-34
• 2.3.1 自由活塞式斯特林發(fā)動機模型分析25-30
• 2.3.2 斯特林發(fā)動機模型仿真分析30-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第3章 圓筒型直線發(fā)電機控制方法研究35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 永磁直線發(fā)電機原理及其單位內功率因數控制35-37
• 3.3 FPSE單相直線發(fā)電機控制方法研究37-42
• 3.3.1 單相直線發(fā)電機單位內功率因數控制方法37-40
• 3.3.2 FPSE單相直線發(fā)電機控制系統(tǒng)仿真分析40-42
• 3.4 三相直線發(fā)電機控制方法研究42-47
• 3.4.1 三相直線發(fā)電機單位內功率因數控制方法42-46
• 3.4.2 三相直線發(fā)電機控制系統(tǒng)仿真分析46-47
• 3.5 本章小結47-49
• 第4章 新型橫向磁通直線發(fā)電機控制系統(tǒng)軟硬件49-56
• 4.1 引言49
• 4.2 TST-TFPMLG工作原理分析49-50
• 4.3 TST-TFPMLG控制系統(tǒng)硬件介紹50-52
• 4.4 TST-TFPMLG控制系統(tǒng)軟件設計52-54
• 4.4.1 主程序設計52-53
• 4.4.2 中斷控制程序設計53-54
• 4.4.3 軟硬件綜合調試54
• 4.5 本章小結54-56
• 第5章 新型橫向磁通直線發(fā)電機控制系統(tǒng)實驗分析56-63
• 5.1 引言56
• 5.2 TST-TFPMLG控制系統(tǒng)試驗平臺搭建56
• 5.3 TST-TFPMLG控制系統(tǒng)發(fā)電實驗56-62
• 5.3.1 無源單位內功率因數控制實驗57-58
• 5.3.2 有源單位內功率因數控制實驗58-62
• 5.4 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

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