基于双向pwm变换器的微燃机发电系统起动%2f发电控制研究

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1、-南京航空航天大学硕士学位论文基于双向PWM变换器的微燃机发电系统起动/发电控制研究姓名：占文涛申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：何礼高20090101---南京航空航天大学硕士学位论文摘要微型燃气轮机(微燃机)发电系统将是第二代能源系统的一个最具有竞争力的发展方向，被能源专家形象地比喻为第二代能源系统中的“个人电脑”。本文针对微燃机发电系统的特点，采用双向电压型PWM变换器作为该系统的起动/发电功率变换装置。然后分析了微燃机发电系统起动/发电控制的基本理论，起动运行时采用闭环矢量控制，发电运行时采用电压矢量定向的PWM整流控制。在此基础上，用MATLAB7.3/Simuli

2、nk6.5建立了起动/发电系统的仿真模型。仿真结果表明：起动时，高速永磁同步电机采用矢量控制比速度开环控制性能更优，减少了起动时间，满足快速起动的要求；发电运行时，与二极管整流相比，PWM整流能使交流侧电流跟踪发电机的感应电势，功率因数约为1，降低了发电机侧的电流谐波，有利于减少电机内的谐波电流发热量，同时保证发电机在一定宽速范围内输出直流电压稳定，并且在起动-发电转换过程中，直流母线电压跌落后快速恢复稳定值，满足平滑转换的要求。最后基于TMS320F2812控制器，开发了一个小功率样机作为实验平台，完成了硬件的制作和软件的编写。在目前实验室条件下，针对发电运行时的电压矢量定向PWM整流控制进

3、行了实验研究，实验结果与发电运行时的理论分析是相符的，即交流侧电流快速跟踪输入交流电压，输出直流电压稳定。关键词：微燃机，高速永磁同步电机，起动/发电，双向PWM变换器，矢量控制，电压矢量定向，PWM整流i---基于双向PWM变换器的微燃机发电系统起动/发电控制研究ABSTRACTThemicro-turbinegeneration(MTG)systemwillbethemostcompetitiveinthesecond-generationenergysystem,whichiscalled“personalcomputer”ofthesecond-generationenergysyst

4、embyenergyexperts.AccordingtothecharacteristicofMTG,thispaperproposesthevoltagesourcebidirectionalPWMconverterisusedtobepowerconversiondevice.Andthenthepaperanalysesbasictheoryofthestarter/generatorofMTG,employingvectorcontrolatstart-upandPWMrectifiercontrolofvoltage-orientedvectorcontrolatgeneratin

5、gstate.Onthisbasis,astarter/generatorsimulationmodelusingMATLAB7.3/Simulink6.5issetup.Thesimulationresultsshowthatvectorcontrolperformanceisbetterthanthespeedofopen-loopcontrolforhighspeedPMSG,reducingstart-uptimeandmeetingthedemandforquickstartingatstart-up,andcomparedwithdiodebridgerectifier,PWMre

6、ctifiermakesACcurrenttracktheelectromagneticfieldofthegeneratorfortheunitypowerfactor,decreasingcurrentharmonic,thatis,reducingtheharmonicheatatgeneration.Meanwhile,theDClinkvoltagecanmaintainaconstantatacertainwide-speedrange,andduringtheprocessfromstartingmodetogeneratingmode,DClinkvoltagerecovers

7、stablevaluerapidlyaftervoltagedropping,satisfyingtherequirementsofsmoothconversion.Finally,alow-powerprototypeisestablishedasanexperimentalplatformbasedonTMS320F2812controller,finishingthehardwaremaki