小型永磁同步發(fā)電機PWM整流控制器設計與實現(xiàn).pdf

1、二十世紀八十年代以來，高性能的汝鐵硼材料、電力電子技術、大規(guī)模集的成電路和計算技術高速發(fā)展，永磁同步發(fā)電機因為體積小、重量輕、功率、體積之比例大、效率高等優(yōu)點得到了國內外科技研發(fā)人員的高度重視。經過近幾十年的發(fā)展，其衍生的產品已廣泛應用于工業(yè)農業(yè)生產，武器裝備技術，航天技術等各種領域。小型永磁發(fā)電機用途廣泛，可在電網不發(fā)達地區(qū)做獨立供電電源使用，也可作為一些不能斷電的設備場地的備用電源，也可用于軍事武器裝備，野外作業(yè)等在電網達不到的邊遠

2、地區(qū)，可以作為獨立的供電電源來使用，小功率的永磁發(fā)電機還可以用于軍事武器裝備，野外作業(yè)等情況。因此，大力推廣這種高性能小型發(fā)電機組是非常必要的，對于這種永磁發(fā)電機PWM整流控制方法的進一步研究也是有著十分重要的現(xiàn)實意義。
　　本文主要圍繞并小型永磁同步發(fā)電機PWM整流相關控制技術展開研究，對三相電壓型PWM整流器，空間矢量脈寬調制策略以及無速度傳感器基于反電動勢滑膜觀測法等相關技術進行分析探討，并通過仿真驗證了理論研究成果的正確性

3、。且在試驗平臺上進行了系統(tǒng)的實驗，證明本文的控制方案的可行性。
　　本論文首先分析小型永磁同步發(fā)電機整流控制系統(tǒng)結構以及永磁電機的數(shù)學模型，分析了PWM整流器四象限運行的基本規(guī)律和工作特性，并介紹PWM整流器的分類，通過分析確定了本文的PWM整流器選擇電壓型的三相PWM整流器。然后就電壓型的三相PWM整流器進行了具體的分析，詳細分析了其工作原理。給出了整流器交流側與直流側的電壓電流的數(shù)學公式。從理論上分析了電壓型三相PWM整流器的

4、特性。
　　其次本文研究列出了電壓型三相PWM整流器不同坐標系下的數(shù)學模型，并進行了對比分析，并選擇空間矢量的控制策略對永磁發(fā)電系統(tǒng)的PWM整流電壓控制，并對SVPWM的調制方式進行了分析研究，并結合無速度傳感理論以及反電動勢滑模觀測法進行系統(tǒng)的分析并采用電流的前饋解耦控制，試圖在理論上優(yōu)化小型交流永磁同步發(fā)電機PWM整流器的動態(tài)響應性能以及直流母線電壓的穩(wěn)定性。
　　再次給出了小功率永磁同步發(fā)電機整流系統(tǒng)在Matlab/S

5、imulink上建立的仿真模型，并具體介紹了Matlab上的坐標變換公式以及空間矢量變換的控制框圖，最后通過實驗仿真得到了在額定條件下的系統(tǒng)仿真波形和在給定電壓變換時的系統(tǒng)仿真波形，驗證了整套方案的理論可行性。
　　最后本文小型永磁發(fā)電機PWM整流系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的軟件硬件設計，并給出了驅動電路，采樣點路以及485驅動電路，過流保護電路的硬件電路設計圖以及軟件控制的結構框圖，以及基于反電動勢滑模觀測的軟件控制流程，并對數(shù)值分析進行了