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汽车用稀土永磁发电机与PWM稳压控制技术的研究

杨勇  
【摘要】: 本文对汽车用稀土永磁发电机的结构、磁场、温度场以及稳压技术进行了详细的分析、研究。文中以有限元为基础分析了稀土永磁发电机的磁场分布和温度场分布,为今后优化设计提供了理论基础;提出了实用的PWM控制线路设计,并进行了多项发电机实际实验,初步达到了高精度稳压控制的效果。 首先,本文对稀土永磁发电机的结构进行了分析、研究。稀土永磁发电机的转子采用稀土钕铁硼永磁材料,该材料具有高磁能积、高剩磁感应强度、高矫顽力、去磁曲线为直线等优点。 其次,采用了有限元法对汽车用稀土永磁发电机进行磁场分析。文中应用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0对永磁发电机进行了建模,并在该模型的基础上进行了二维静态磁场分析。ANSYS强大的数值处理能力和图形处理能力使永磁发电机设计更加准确和直观。 再次,针对钕铁硼永磁材料的磁性能随温度的升高下降较快的特点,文中应用ANSYS10.0对汽车用稀土永磁发电机的温度场进行了有限元分析,以确保永磁体工作的稳定。 最后,本文分析了稀土永磁发电机的现有稳压方案,结合现代电力电子技术,开发出基于PWM控制的稳压器。该稳压器具有稳压精度高、结构简单、性能稳定、经济性高等优点。由于采用了高频全控方式,该方案还解决了工频半控整流电路中因晶闸管的半控性带来的低负载时稳压精度不高的问题。稳压试验的结果达到了设计目的,证明了该方案具有可行性。


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