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四相电励磁双凸极发电机基本特性研究

作　者: 施树荣
导　师: 陈志辉
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电机与电器
关键词: 四相电励磁双凸极发电机建模基本特性并联电容补偿 MATLAB
分类号: TM31
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

四相电励磁双凸极电机与三相电机相比具有转矩脉动小，功率密度高等优点。本文以四相电励磁双凸极发电机为研究对象，从基本特性、非线性建模和电容补偿等方面进行了详细研究。本文首先介绍了四相电励磁双凸极发电机的基本结构和工作原理，利用有限元软件分析了电机的静态参数和基本特性，比较了不同发电方式下空载特性、外特性和功率特性，并通过实验进一步验证了仿真分析的正确性。其次，介绍了一种基于三维磁链查表的电励磁双凸极电机非线性建模方法，在有限元仿真获得电机不同状态下静态磁链的基础上，利用MATLAB/SIMULINK模块建立电机模型，将此模型的仿真结果与有限元仿真进行对比，证明了所建模型的有效性和准确性。在全桥整流发电方式的基础上，提出了一种并联电容补偿全桥整流发电方式，分析了补偿电容的取值依据和取值范围，利用有限元软件分析了四相电励磁双凸极电机在并联补偿电容全桥整流发电方式下的空载波形和负载波形，并在相同负载条件下与普通全桥整流发电方式进行了比较，在一台四相电励磁双凸极发电机样机上，对仿真分析进行了实验验证，结果表明，并联电容补偿全桥整流发电方式能够显著提高电机输出功率。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题研究的背景和意义  12-13
  1.2 课题的研究现状  13-16
    1.2.1 电励磁双凸极电机  13-14
    1.2.2 四相双凸极电机  14-15
    1.2.3 电容补偿  15-16
  1.3 本论文的主要工作  16-18
第二章四相电励磁双凸极发电机基本原理及建模  18-29
  2.1 四相电励磁双凸极发电机的基本原理  18-23
    2.1.1 四相电励磁双凸极发电机的结构  18-19
    2.1.2 四相电励磁双凸极发电机发电方式  19-20
    2.1.3 发电运行基本原理  20-22
    2.1.4 数学模型  22-23
  2.2 四相电励磁双凸极发电机 MATLAB 建模  23-28
    2.2.1 MATLAB 建模方法概述  23
    2.2.2 有限元分析电机磁链变化  23-25
    2.2.3 基于三维磁链查表法建模  25-27
    2.2.4 仿真分析  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章四相电励磁双凸极发电机基本特性分析  29-45
  3.1 四相电励磁双凸极发电机的空载分析  29-36
    3.1.1 磁场分布  29-30
    3.1.2 磁链特性  30-31
    3.1.3 电感特性  31-32
    3.1.4 空载波形  32-35
    3.1.5 实验验证  35-36
    3.1.6 空载特性  36
  3.2 四相电励磁双凸极发电机的负载分析  36-44
    3.2.1 DSG2 发电方式  37-40
    3.2.2 并联单相桥发电方式  40-42
    3.2.3 不同发电方式外特性比较  42
    3.2.4 实验验证  42-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章并联电容补偿全桥整流研究  45-66
  4.1 并联电容补偿全桥整流拓扑  45
  4.2 补偿电容取值分析  45-48
  4.3 并联电容补偿全桥整流空载分析  48-55
    4.3.1 并联 450uF 电容补偿全桥整流  48-50
    4.3.2 并联 850uF 电容补偿全桥整流  50-51
    4.3.3 不同电容的并联电容补偿全桥整流  51-55
  4.4 并联 450uF 电容补偿全桥整流负载分析  55-60
    4.4.1 工作模态分析  55-58
    4.4.2 不同负载下相绕组波形变化  58
    4.4.3 与 DSG2 方式在相同负载下的比较  58-60
  4.5 不同电容的并联电容补偿全桥整流负载分析  60-63
    4.5.1 相同负载下相绕组波形比较  60-62
    4.5.2 外特性和功率特性  62-63
  4.6 实验验证  63-65
  4.7 本章小结  65-66
第五章总结与展望  66-67
  5.1 本文工作总结  66
  5.2 后续研究工作展望  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
在学期间的研究成果及发表的学术论文  72

四相电励磁双凸极发电机基本特性研究

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