学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混合励磁同步电机变频交流发电系统技术研究

作　者: 马升杰
导　师: 张卓然
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 飞机变频交流电源 混合励磁同步电机 非均匀气隙 三维有限元分析 发电系统建模 数字控制 电压调节 变PI参数控制
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


变频交流电源系统以其结构简单、单机容量更大、效率较高的优点成为多电/全电飞机交流电源系统的发展方向。转速和负载变化范围大是变频交流电源系统的典型特征，这对变频交流电源发电机及其电压调节系统提出了更高要求。本文在讨论飞机变频交流电源系统特点和要求的基础上，探索研究混合励磁电机变频交流发电系统在飞机电源系统中应用的基础问题。研究了不同附加气隙结构对新型转子磁分路混合励磁同步电机磁场调节性能和输出功率的影响，轴向附加气隙结构有利于增大转子磁分路混合励磁电机的励磁绕组嵌绕空间，减小励磁绕组功率损耗。根据变频交流发电系统要求完成30kVA混合励磁同步发电机的电磁设计。为拓宽该混合励磁发电机的磁场调节范围，适应宽转速范围要求，提出轴向非均匀气隙混合励磁同步电机结构形式，采用三维有限元法完成该混合励磁同步电机的静磁场和瞬态场分析，得到其空载特性和负载特性，结果表明该混合励磁电机可以实现气隙磁场宽范围调节和完全灭磁，为其在变频交流电源系统应用奠定了基础。系统讨论了基于混合励磁同步电机的变频交流发电系统的保护和控制方法。根据转子磁分路混合励磁同步发电机的运行原理和工作特点，给出了混合励磁同步电机变频交流发电系统结构，并讨论了发电系统的工作原理和保护方案。对变频交流数字调压器的三相交流电压采样、控制方法进行了研究。讨论了根据转速状态变PI参数调节和基于输出电压反馈、励磁电流反馈和负载电流反馈的三环调压控制方法。在MATLAB中建立了混合励磁同步电机发电系统仿真模型，仿真验证了变PI参数控制和三环调压算法对改善系统稳态和动态性能的有效性。研制了混合励磁同步电机变频交流发电系统数字电压调节器原理样机，在3kVA混合励磁同步电机的实验平台上完成了实验验证，在两倍工作转速范围（1250rpm～2500rpm）内，变PI参数可以保证低速时快速的调节和消除高速时的电压调制，采用三环调压控制方法大大减小了系统低速时突加突卸负载的调节时间。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-16
第一章 绪论  16-27
  1.1 飞机变频交流电源系统的特点和发展现状  16-18
    1.1.1 飞机变频交流电源系统的特点  16-17
    1.1.2 飞机变频交流电源系统的发展现状  17-18
  1.2 变频交流电源系统对发电机和调压器的要求  18-20
  1.3 混合励磁电机的基本原理和研究现状  20-26
  1.4 课题研究目的和研究内容  26-27
第二章 转子磁分路HESM的结构拓扑和优化设计  27-50
  2.1 转子磁分路HESM的基本结构和特点  27-28
  2.2 转子磁分路HESM结构拓扑的发展和分析  28-36
    2.2.1 轴向附加气隙转子磁分路混合励磁电机  29-32
    2.2.2 轴向—径向附加气隙转子磁分路混合励磁电机的对比分析  32-36
  2.3 30KVA混合励磁变频交流发电机的电磁仿真和结构设计  36-50
    2.3.1 30KVA混合励磁变频交流发电系统的技术指标  36
    2.3.2 转子磁分路HESG的关键参数设计  36-50
第三章 混合励磁变频交流发电系统及其控制方法  50-70
  3.1 混合励磁变频交流发电系统的结构和原理  50-52
    3.1.1 单台发电机发电系统结构和原理  50-51
    3.1.2 混合励磁变频交流发电系统的故障保护  51-52
  3.2 混合励磁变频交流发电机数字调压控制方法  52-63
    3.2.1 基于频率跟踪的三相有效值检测  54-57
    3.2.2 H桥双向励磁调节主电路  57
    3.2.3 分段PI控制  57-61
    3.2.4 基于负载电流补偿的三环调压技术  61-63
  3.3 混合励磁变频交流发电系统的数学模型与建模仿真  63-70
    3.3.1 转子磁分路HESG的数学模型  63-64
    3.3.2 变频交流发电系统的数学模型和仿真分析  64-70
第四章 混合励磁变频交流发电系统实验验证与分析  70-81
  4.1 数字调压器的硬件结构  70-73
    4.1.1 核心控制板DSP TM320F2812  70-71
    4.1.2 控制电源板  71
    4.1.3 电压和励磁电流检测电路  71-73
    4.1.4 励磁调节电路  73
  4.2 数字调压器的软件流程  73-74
  4.3 3KVA 混合励磁变频交流发电系统的实验验证  74-81
第五章 总结与展望  81-82
  5.1 本文工作总结  81
  5.2 后续研究展望  81-82
参考文献  82-86
致谢  86-87
在学期间的研究成果及发表的学术论文  87

相似论文

  1. 单相相位和幅值可控电压调节器的研究,TM761.1
  2. 上海瑞吉红塔大酒店建筑设备自动化系统实现与分析,TU855
  3. 基于FPGA的数字控制器硬件实现方法研究,TN791
  4. 变频微波炉用LLC谐振软开关电源的研究,TM925.54
  5. 三相磁集成电压调节模块的精确反馈线性化控制,TM761.1
  6. 冲击性负荷的静止无功补偿系统的研究,TM761.1
  7. 数字控制有源功率因数校正技术研究,TM46
  8. 三相逆变器SVPWM调制研究,TM464
  9. 30KVA机场调光器的设计及其实验研究,TM923.57
  10. 基于能量优化的ZigBee关键技术的研究,TP212.9
  11. 相变随机存储器的三维热模拟与结构设计,TP333.8
  12. 反激变换器控制芯片设计,TM46
  13. 三相四线制VIENNA整流器的一种混合导通模式控制策略,TM461
  14. 虚拟DSP模块在电力电子电路中的应用,TM46
  15. 电动汽车充放储一体化电站对电网影响的研究,TM712
  16. 基于DSP的程控数字逆变电源的研究,TM464
  17. 开关磁通永磁电机的三维有限元分析与实验研究,TM351
  18. 大流量高频响数字伺服阀,TH137.52
  19. HEV自动离合器控制系统的研究与实现,U463.211
  20. 逆变电源数字化控制技术的研究,TM464
  21. 半球谐振陀螺力再平衡数字控制技术,V241.5

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
© 2012 www.xueweilunwen.com