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小功率开关磁阻发电系统的理论研究与实践

吴韬  
【摘要】: 开关磁阻电机作为一种电动调速系统具有结构简单坚固、低成本、高容错性能以及高速运行的能力,同样开关磁阻电机作为一种新型的直流发电系统也具有很大的应用潜力。本文以小功率开关磁阻发电系统的理论研究和工程实践为研究对象,开展了一系列工作。 首先系统地研究了开关磁阻电机发电运行的基本理论,从机电能量变换的角度分析开关磁阻发电机的机电能量变化规律;通过非线性分析和非线性仿真方法,明晰开关磁阻电机发电本质,概括出开关磁阻电机发电运行的特点;系统、深入地研究了开关磁阻电机发电运行的控制方案(角度位置控制、电流斩波控制、脉宽调制控制)。在理论分析的基础上,完成了基于DSP控制和全硬件控制的开关磁阻发电系统控制电路,并且进行了原理样机实验。 本文还提出一种强化励磁的控制方案,以解决低压小功率开关磁阻发电系统在高速状态下功率输出较低的问题;同时对无位置传感器的全导通电流斩波方案在开关磁阻发电系统中的应用进行了分析与研究。最后针对上述控制方案进行了较全面的实验验证。


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