42v汽车爪极同步发电机系统的研究

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1、广西大学硕士学位论文42V汽车爪极同步发电机系统的研究姓名：纵葵花申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：卢子广2007060842V汽车爪极同步发电机系统的研究摘要传统的汽车发电机系统是由发动机带动，通过二极管整流桥整流成14V直流电压，提供给12V蓄电池和电气负载使用，这种系统具有低输出功率和低效率的缺点。随着汽车用电设备的增加，用电量大幅提升，如此一来，必须提出一种新方案来满足日益增长的汽车用电的需求。在这样的背景下，本文提出了一种42V汽车爪极同步发电机系统。首先，介绍了汽车42V发电机系统的研究现状，接下来建立了爪极发电机和PWM整流器以及

2、其他一些用电设备的模型，随后完成了控制器的设计。需要强调的是，爪极发电机是在d口坐标轴下按照发电机惯例建立的，并采用了与模型相适应的控制方法——矢量控制技术。为提高发电系统性能，提出了两种电压控制方法，即交流电势控制和直流稳压控制。采用励磁单闭环来调节交流电势，当转速变化时，调节励磁电流，使输出电压稳定在42V。采用相电流，直流电压双闭环直流调压系统，其中，相电流环作为内环，时间常数小，响应快，直流电压环作为外环，当负载变化时，将输出电压快速稳定在42V。当负载电流发生突变或者出现大的充电过程时，为了抑制动态电压，通过磁场定向控制方法，快速调节定子有功电流，从而

3、获得快速稳定的整流输出电压。另外，采用负载电流预估控制方法后，直流端的电容的容量可以相应减少。所提出的控制方法在实验中获得了验证。关键词：爪极发电机，PWM整流器，PI调节器，滞环控制器，负载预估，前馈控制STUDYONA42．VAUTOMOTlVECLAW-POLEGENERATORPOWERSUPPLYSYSTEMABSTRACTToday’Sautomotiveelectricalpowersystem，whichisrectifiedat14Vbydiodebridgeandchargesa12Vbatteryanddeliverspowertothee

4、lectricalloads，isbasedonallengine—drivenalternator．These14Vpowersystemshavedisadvantageswithlowpowercapacityandlowefficiency．Inordertomeetthedemandofhigherelectricalpowerandfuelefficiencyinautomobiles，a42Vclaw-polegenerationsystemispresented．Inthepresentthesis，aspecialattentionispaid

5、tothesystemmodelsandvoltagecontrolschemes．Themodelsofclaw-polegeneratorandPWMrectifierandotherdevicesareproposed．Thecontrollersaredesignedindetails．Itmustbeemphasizedthattheclaw-polegeneratorismodeledwith砌modelinthegeneratingdirectionandthevectorcontroltechniqueisappliedinthesystem．I

6、nordertoimprovetheperformanceofgeneratorsystem，acontrolschemebyusingACelectromotiveforceandDCvoltageispresented．Thefieldcurrentloopisregulatedduringspeedvarying．ItCanregulateACelectromotiveforcewithDCvoltagestabilizedat42V．ThephasecurrentandDCvoltagecontrollersareused，thephasecurrent

7、loop嚣innerloop．andDCvoltageloopasouterloop．TheDCoutputvoltageofrectifierisregulatedbasedonfield—orientedcontrolprincipletoimprovethesuppressionofdynamicvoltageduringload-dumporjump-startcharging．InordertominimizetheDC·linkcapacitanceforcompactionofthesystem,aloadcurrentpredictionfeed

8、-forwardcont