开关磁阻发电机并联均流控制研究

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开关磁阻电机转子无绕组、无永磁体,具有结构简单坚固、高容错、高可靠性等特点,能够方便的实现起动和发电功能,在航空领域中,开关磁阻起动/发电系统应用日益广泛,并具有很大的发展潜能。随着飞机用电量的增加,需要的电网容量也越来越大,用一台发电机供电已经不能满足要求,需要将两台或多台发电机并联输出提高电源容量,若不采用均流控制策略,往往会导致发电机之间输出功率不均衡,影响电机和控制系统的性能。本文以两台三相12/8开关磁阻电机为主要研究对象进行并联均流控制研究,实现两台发电机的输出均流,提高了系统的可靠性。本文首先介绍了开关磁阻电机的发展和国内外研究现状,分析了电机的工作原理、数学模型以及发电特性,介绍了开关磁阻发电机的控制策略。其次在Matlab/Simulink中建立了开关磁阻发电机的系统模型。研究了开通、关断角对发电性能的影响,对不同转速下的开通关断角进行了优化;进行了单台发电机调压仿真研究,在此基础上,进行两台发电机的并联仿真。介绍了目前国内外文献中提出的多种并联均流控制方法,对比了各个方法的优缺点,结合开关磁阻起动/发电系统的特点,将最大电流均流法应用到开关磁阻发电机并联系统中,通过仿真验证了方案的可行性和准确性。最后根据系统的功能要求,搭建了开关磁阻起动/发电机系统的软硬件平台。完成了DSP和CPLD相关软件的设计与调试,着重介绍了基于CAN总线实现均流策略的软硬件设计。在上述平台的基础上,实现了开关磁阻电机起动发电功能,完成了两台发电机输出并联均流实验,实验结果表明,该均流方案能够很好的实现两台发电机的均流控制,方案的合理性得到验证。
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