混合定子短鏈路磁懸浮開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的分析與控制.pdf

1、磁懸浮開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(BSRG)是一種集磁軸承技術(shù)與開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)于一體的新型發(fā)電機(jī)，既具有開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)脈沖直流發(fā)電、效率高、控制方便、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點，還兼有磁軸承無摩擦損耗、壽命長的特點，使其在風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、飛輪儲能、航天航空等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)作發(fā)電機(jī)運行時，懸浮繞組與發(fā)電繞組間強(qiáng)耦合問題，本文設(shè)計了一種新型的混合定子短磁路磁懸浮開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。在國家自然科學(xué)基金(6

2、0774044，61074019)資助下，對其工作原理、磁場特性、數(shù)學(xué)模型以及控制算法開展了相關(guān)研究。
　　 首先闡述了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)BSRG和8/10結(jié)構(gòu)的BSRG的運行原理，研究了混合定子短磁路磁懸浮開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運行原理，采用AnsoftMaxwell2D建立了其有限元模型，對該發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場特性進(jìn)行分析，仿真結(jié)果表明，與8/10磁懸浮開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)相比，該混合定子短磁路BSRG進(jìn)一步消弱了懸浮繞組與發(fā)電繞組間耦合性

3、，實現(xiàn)了懸浮力與發(fā)電電壓的獨立控制。
　　 其次，針對發(fā)電運行時磁飽和現(xiàn)象，利用有限元分析結(jié)果建立了磁鏈分段線性化數(shù)學(xué)模型，并對基于等效磁路法建立的懸浮力和發(fā)電系統(tǒng)端電壓數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正，通過FEM仿真驗證了所建模型具有較高的精度。
　　 再次，針對BSRG懸浮繞組間非線性耦合的問題，提出了逆系統(tǒng)解耦線性化方法。介紹了逆系統(tǒng)解耦線性化理論，對懸浮力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了可逆性分析，求取了懸浮力逆模型，并將其與原懸浮力模型串接建立