永磁同步发电机的pwm整流技术研究

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1、中图分类号：TM351论文编号：102870314-S137学科分类号：080804硕士学位论文永磁同步发电机的PWM整流技术研究研究生姓名曹凯炜学科、专业电力电子与电力传动研究方向电机与控制指导教师刘闯教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二○一四年三月万方数据万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonPWMRectifierTechnology

2、ofPermanentMagnetSynchronousGeneratorAThesisinElectricalEngineeringbyCaoKaiweiAdvisedbyProfessorLiuChuangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2014万方数据万方数据承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用

3、的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要近几年，随着对单相/三相电源系统体积、效率、功率因数等参数的要求越来越高，永磁同步发电机因其结构简单、效率高

4、、运行可靠等优点得到了越来越多的应用，尤其是在一些新兴行业，例如混合动力车、风电系统、航空电源等。所以对于永磁同步发电机系统的研究具有现实意义。普通的永磁同步发电机系统虽然能实现调压的功能，但是发电机本身的性能却不能得到提高，所以本文提出了将PWM整流技术应用于永磁同步发电机系统这一方案。永磁同步发电机PWM整流系统不仅能够实现直流侧电压的调节，也能提高交流侧发电机的功率因数、降低发电机电流的谐波。针对永磁同步发电机PWM整流系统，本文主要分析了系统的数学模型和控制策略，最后进行了仿真与实验验证。首先，对永磁同步发

5、电机与电压型PWM整流器分别进行了数学建模，得到了在d-q轴旋转坐标系下的整流系统数学模型，简化了下文的设计分析。其次，介绍了整流系统的控制策略，通过对几种经典的常用的控制策略的分析比较，选择了电压电流双闭环控制策略，并且对电流环的解耦控制进行了详细分析。考虑到发电机电感参数在系统运行过程中可能会发生变化，提出了无电感参数解耦控制策略，并在仿真软件中验证了该方案的可行性。接着，利用Matlab仿真软件对整流系统进行了仿真分析，验证了系统能够实现直流侧调压、交流侧高功率因数、交流侧低电流谐波这三个功能。最后，以数字控

6、制芯片TMS320F2812为核心搭建了整个系统的实验平台，完成了软硬件设计，对整流系统进行了稳态和动态的实验。结果表明，在稳态情况下，系统能够实现直流侧调压以及交流侧电流低谐波这两个功能；而改变发电机转速或者改变直流电压参考值，系统均能快速趋于稳定且超调较小，两种情况均能满足设计要求。关键词：永磁同步发电机，PWM整流，电压电流双闭环控制，数字控制I万方数据永磁同步发电机的PWM整流技术研究AbstractInrecentyears,asthedemandofvolume,efficiencyandpowerfa

7、ctorofthesingle/threephasepowersystemishigherandhigher,thepermanentmagnetsynchronousgeneratorhasbeenwidelyusedduetoitssimplestructure,highefficiencyandreliableoperation,especiallyinsomeemergingindustries,suchashybridcars,windpowersystems,andairpower,etc,sostud

8、yofpermanentmagnetsynchronousgeneratorhasarealisticsignificance.Ordinarypermanentmagnetsynchronousgeneratorsystemcanrealizethefunctionofregulatingvoltage,butcannotimprovetheperform