小型永磁同步发电机pwm整流控制器设计与实现

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1、小型永磁同步发电机PwM整流控制器设计与实现摘要二十世纪八十年代以来，高性能的汝铁硼材料、电力电子技术、大规模集的成电路和计算技术高速发展，永磁同步发电机因为体积小、重量轻、功率、体积之比例大、效率高等优点得到了国内外科技研发人员的高度重视。经过近几十年的发展，其衍生的产品已广泛应用于工业农业生产，武器装备技术，航天技术等各种领域。小型永磁发电机用途广泛，可在电网不发达地区做独立供电电源使用，也可作为一些不能断电的设备场地的备用电源，也可用于军事武器装备，野外作业等在电网达不到的边远地区，可以作为独立的供电电源来使用，小功率的永磁发电机还可以用于军事武器装备，野外作业等情况。因此，大

2、力推广这种高性能小型发电机组是非常必要的，对于这种永磁发电机PWM整流控制方法的进一步研究也是有着十分重要的现实意义。本文主要围绕并小型永磁同步发电机PWM整流相关控制技术展开研究，对三相电压型PWM整流器，空间矢量脉宽调制策略以及无速度传感器基于反电动势滑膜观测法等相关技术进行分析探讨，并通过仿真验证了理论研究成果的正确性。且在试验平台上进行了系统的实验，证明本文的控制方案的可行性。本论文首先分析小型永磁同步发电机整流控制系统结构以及永磁电机的数学模型，分析了PWM整流器四象限运行的基本规律和工作特性，并介绍PWM整流器的分类，通过分析确定了本文的PWM整流器选择电压型的三相PWM

3、整流器。然后就电压型的三相PWM整流器进行了具体的分析，详细分析了其工作原理。给出了整流器交流侧与直流侧的电压电流的数学公式。从理论上分析了电压型三相PWM整流器的特性。其次本文研究列出了电压型三相PWM整流器不同坐标系下的数学模型，并进行了对比分析，并选择空间矢量的控制策略对永磁发电系统的PWM整流电压控制，并对SVPWM的调制方式进行了分析研究，并结合无速度传感理论以及反电动势滑模观测法进行系统的分析并采用电流的前馈解耦控制，试图在理论上优化小型交流永磁同步发电机PWM整流器的动态响应性能以及直流母线电压的稳定性。再次给出了小功率永磁同步发电机整流系统在Matlab／Simuli

4、nk上建立的仿真模型，并具体介绍了来matlab上的坐标变换公式以及空间矢量变换的控制框图，最后通过实验仿真得到了在额定条件下的系统仿真波形和在给定电压变换时的系统仿真波形，验证了整套方案的理论可行性。最后本文小型永磁发电机PWM整流系统进行了系统的软件硬件设计，并给工程硕士学位论文出了驱动电路，采样点路以及485驱动电路，过流保护电路的硬件电路设计图以及软件控制的结构框图，以及基于反电动势滑模观测的软件控制流程，并对数值分析进行了阐述。并在实验平台上进行试验，在整流器空载时和加负载的情况下进行试验，并得到相应的数据，实验可见，直流母线电压稳压效果良好，动态响应速度快，证明了本文的控

5、制方案在实际应用中有一定的可行性。关键词：PWM整流；永磁发电机；滑模观测；SVPWMAbstractSincethe1980s，withtheperformanceofRu．Fe．BmaterialsandtherapiddeVelopmentofelectronicstechnology,thelarge—scalesetofcircuitandcomputingtechnol091es，permanentmagnetsynchronousgeneratorattachesgreatimportancetosclenceandtechnologypersonalsathomean

6、dabroadbecauseofthesmallsize．1ightwelght，powe‘一olumerationedhighefficiency．Afterdecadesofdevelopment，itsderlVatlVeproductshavebeenwidelyusedinavarietyofindustrialandagriculturalproductlon，weaponsandequipmentfieldsandSOon．Extensiveuseofsmallpe啪anentmagnetgeneratorcanalsobeusedasstandbypowerequip

7、mentandformlmarYweaponsfields，low。powerpermanentmagnetgeneratorcanbeusedinmljltaryweapon阳ndequipmentfields．Therefore，tOpromotethishigh-performancesma儿generatorsetsisverysignificanceforthefurtherstudyofthiskindpe瑚anentmagnetgenerat