永磁同步發(fā)電機(jī)及其變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究.pdf

1、近年來(lái)，永磁同步發(fā)電機(jī)在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)和能量?jī)?chǔ)存等。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電能可通過(guò)PWM整流器轉(zhuǎn)換成直流電能。PWM整流控制性能優(yōu)良，具有短路電流小、電壓控制范圍大和電壓調(diào)整率低等優(yōu)點(diǎn)。在很多的應(yīng)用場(chǎng)合，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速很高，可能會(huì)達(dá)到每分鐘上萬(wàn)轉(zhuǎn)，此時(shí)發(fā)電機(jī)的基波頻率會(huì)很大。傳統(tǒng)的功率器件的斬波頻率有限，當(dāng)發(fā)電機(jī)基波頻率很大時(shí)，在一周期內(nèi)的PWM斬波次數(shù)會(huì)很少，這樣會(huì)造成電機(jī)電流諧波增大、控制性能惡化等后果，

2、系統(tǒng)甚至不能正常工作。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行于高速狀態(tài)時(shí)，為了保證PWM整流器控制性能，需要提升整流器的開(kāi)關(guān)頻率。
　　本文對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)、PWM整流器的工作原理和相應(yīng)的矢量控制方法進(jìn)行詳細(xì)分析。針對(duì)整流器斬波頻率不足的問(wèn)題，在硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法兩方面提出了相應(yīng)的解決辦法。從硬件結(jié)構(gòu)方面，可以通過(guò)增加功率開(kāi)關(guān)管的個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)等效開(kāi)關(guān)頻率的提升。一方面可使用開(kāi)關(guān)管串并聯(lián)的方式，使串并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管共同完成斬波任務(wù)。另一方面可改變發(fā)電機(jī)繞組的

3、連接拓?fù)?，將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)解開(kāi)，構(gòu)成了開(kāi)繞組拓?fù)?，然后使用兩個(gè)普通的三相PWM整流器來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，這樣可等效實(shí)現(xiàn)三電平控制效果。而當(dāng)雙PWM整流器共用一個(gè)直流母線時(shí)，需要考慮零序電流的影響。本文通過(guò)設(shè)置零序電流調(diào)節(jié)器，有效地消除了電機(jī)內(nèi)的零序電流。在控制算法方面，傳統(tǒng)的SVPWM控制采用的是七段式實(shí)現(xiàn)的方式，而采用五段式來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有效地減小開(kāi)關(guān)次數(shù)。
　　本文建立了開(kāi)繞組永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)仿真對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)P