开关磁阻电机在自备电源系统中的应用研究

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自备电源系统是将一种能量转换成为用户所需电能的转换载体。一般而言该种系统有两种结构模式,第一种结构为通过燃油机组带动中频发电机,在经过电力变换输出用户所需电能;第二种结构为以工业电网为自备电源系统的电源,在经过电力变换输出用户所需要的电能。应用的场合决定了自备电源系统的基本结构,从某种意义上说基本结构的选择是整个自备电源系统的基础,其可靠性和稳定性决定了用户的电能质量。为了让自备电源系统的使用场合更广泛,本课题选择柴油机组作为系统的能量输出载体,并在此基础上外设多个能量转换单元,包括中频发电机,驱动电机,高压发电机和高压充电器,利用以上多种设备最后完成电能的变化。本文主要研究驱动电机部分。驱动电机是连接中频发电机和高压发电机的桥梁,也是系统运行的关键部件,其性能是否达标直接决定了输出电能品质的高低。本文先将几种常用结构的电机进行对比分析,结合自备电源系统的特点,选择了开关磁阻电机作为自备电源系统的驱动电机,详细分析了该种电机在本系统中的优势。然后介绍了开关磁阻电机在国内、外的发展状况和应用前景,详细分析了开关磁阻电机的数学模型,并根据其数学模型和传统控制方式,确定了本课题开关磁阻电机的控制方式:基于双闭环的电流斩波和角度位置控制方式。通过Matlab仿真软件进行了电机驱动系统的仿真,并对样机进行了试验。在试验中风摩损耗是制约开关磁阻电机转速上升的主要因素,因此针对风摩损耗对电机进行了改造,将设备改造成一体化真空系统。文章最后编辑了上位机软件,利用串口连接计算机与DSP控制板,实现了虚拟仪器的可视化。
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