發(fā)布時間：2017-08-06 00:23

  本文關鍵詞：車載變速永磁同步發(fā)電機恒壓恒頻供電系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著國民經濟與科技的發(fā)展,車載移動電源的需求和單機容量越來越大,永磁同步發(fā)電機(PMSG)由于其體積小、重量輕、功率密度大、高效節(jié)能、可靠性高的特點被越來越多的應用在軍用車輛等移動電源車上。然而,由于永磁電機勵磁磁場不易調節(jié),使得在汽車變速運行時的發(fā)電機輸出電壓和頻率都發(fā)生變化,無法滿足車載高性能電源的要求。因此通過后級電力電子裝置進行變流,以提供穩(wěn)定的直流電或者三相交流電,獲得高性能的車載發(fā)電機供電系統(tǒng)有重要意義。針對目前的車載發(fā)電機系統(tǒng)所存在的問題,本文提出了一種高性能車載移動電源的系統(tǒng)方案,通過可控PWM整流獲得穩(wěn)定的直流母線電壓；對較小容量蓄電池進行雙向DC/DC變換,使得即使在發(fā)電機故障的情況下直流母線電壓仍然短時維持恒定；直流母線電壓經過并聯(lián)的逆變器及高頻濾波對外提供高品質的電能供應。針對常規(guī)的直軸電流為零的控制策略不能適應轉速大范圍變化時的PMSG的PWM整流直流穩(wěn)壓要求的問題,提出了最小弱磁控制策略,以使電機能夠運行于更高的轉速,并分別給出了針對隱極型同步發(fā)電機、凸極型同步發(fā)電機的弱磁控制算法；進而深入研究了電機的特征參數凸極率、特征電流及其他因素對永磁同步發(fā)電機弱磁擴速能力的影響,以期為適應不同的基速和轉速范圍要求的電機設計提供參考；在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下,對恒功率負載下永磁同步發(fā)電機的PWM整流穩(wěn)壓供電系統(tǒng)進行了仿真,驗證了本文所提出的控制方案對拓展永磁同步發(fā)電機高速運行區(qū)的有效性。最后對該高性能車載永磁同步發(fā)電機供電系統(tǒng)中的雙向DC/DC變換器進行了仿真研究。論文的研究內容對于提高變速永磁發(fā)電機車載供電系統(tǒng)的電能質量以及研究車輛增程器奠定了一定的理論基礎。
【關鍵詞】：車載移動電源 變速永磁發(fā)電機 PWM整流器 弱磁控制
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.631
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 高性能車載發(fā)電機供電系統(tǒng)研究的意義9
• 1.2 車載發(fā)電機供電系統(tǒng)的研究現狀9-15
• 1.2.1 永磁同步發(fā)電機簡介10-12
• 1.2.2 永磁同步電機的常用矢量控制策略12-14
• 1.2.3 永磁同步電機弱磁控制的研究現狀14-15
• 1.3 高性能車載發(fā)電機系統(tǒng)目前存在的問題15-16
• 1.4 本文的主要研究內容16-17
• 第2章 車載永磁發(fā)電系統(tǒng)的構成及工作原理17-22
• 2.1 引言17-18
• 2.2 高性能車載移動電源的系統(tǒng)構成18-21
• 2.3 本章小結21-22
• 第3章 變速永磁同步發(fā)電機整流的弱磁控制22-39
• 3.1 引言22
• 3.2 矢量控制22-25
• 3.2.1 矢量控制思想22-23
• 3.2.2 坐標變換23-25
• 3.3 永磁同步電機的數學模型25-29
• 3.3.1 永磁同步電機的數學模型26-28
• 3.3.2 考慮變流器容量限制的永磁發(fā)電機數學模型28-29
• 3.4 弱磁控制分析29-38
• 3.4.1 隱極型永磁同步電機30-31
• 3.4.2 凸極型永磁同步電機31-37
• 3.4.3 固定弱磁與最小弱磁控制策略37-38
• 3.5 本章小結38-39
• 第4章 永磁同步發(fā)電機弱磁可控整流的建模與仿真39-52
• 4.1 引言39
• 4.2 三相PWM整流器39-43
• 4.2.1 三相PWM整流器的數學模型39-41
• 4.2.2 雙閉環(huán)解耦控制原理41-42
• 4.2.3 空間矢量調制技術(SVPWM)42-43
• 4.3 弱磁PWM整流的仿真分析43-51
• 4.3.1 永磁發(fā)電機整流的弱磁控制策略43-45
• 4.3.2 系統(tǒng)各組成模塊45-46
• 4.3.3 仿真結果及分析46-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第5章 高性能車載發(fā)電機供電系統(tǒng)的低壓備份蓄電池部分52-58
• 5.1 引言52
• 5.2 雙向DC-DC變換器52-54
• 5.2.1 升壓變換器模式52-53
• 5.2.2 降壓變換器模式53-54
• 5.3 雙向DC/DC變換器的仿真分析54-57
• 5.4 本章小結57-58
• 第6章 結論及展望58-59
• 6.1 論文工作總結58
• 6.2 研究工作展望58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作63-64
• 致謝64

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本文編號：627615