Buck變換器在同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用.pdf

1、微型燃機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的研究是當(dāng)前影響我國微型燃機(jī)供電技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題,也是實(shí)現(xiàn)微型燃機(jī)供電系統(tǒng)國產(chǎn)化亟待解決的問題。Buck變換器技術(shù)是微型燃機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的重要研究課題,通過對(duì)Buck變換器良好的控制,使整個(gè)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)工作在可靠穩(wěn)定的環(huán)境中。本論文以東北大學(xué)和沈陽航天新光集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)的微型燃機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)為研究背景,采用IGBT作為功率開關(guān)元件,以DSP作為控制芯片,設(shè)計(jì)了基于Buck變換器

2、的75kW級(jí)無刷同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng),并進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)試運(yùn)行,各項(xiàng)調(diào)試結(jié)果均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。本文主要完成的工作如下:(1)設(shè)計(jì)了勵(lì)磁控制系統(tǒng)的總體硬件方案,對(duì)Buck變換器的整流、降壓和濾波進(jìn)行了設(shè)計(jì),并研究設(shè)計(jì)了數(shù)字信號(hào)處理單元的采樣模塊、頻率跟蹤模塊、通信模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊等。(2)根據(jù)現(xiàn)場噪聲比較嚴(yán)重的情況,對(duì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)Buck變換器的電磁兼容性進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了保護(hù)電路。(3)在原有的勵(lì)磁控制系統(tǒng)中增加了輔助閉環(huán)控制,用來穩(wěn)

3、定地控制Buck變換器的輸出電壓,使整個(gè)勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行更快速穩(wěn)定。在Buck變換器的建模設(shè)計(jì)中,采用狀態(tài)空間平均法和模糊建模二種方法,仿真結(jié)果證明模糊建模方法為最優(yōu)控制方法。(4)針對(duì)控制系統(tǒng)非線性特點(diǎn),運(yùn)用T-S模糊控制方法設(shè)計(jì)了模糊控制器,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行仿真分析,經(jīng)過與P1D控制方式相比較,驗(yàn)證了本文提出方法的有效性。(5)由于系統(tǒng)要求穩(wěn)定性比較高,而且現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜,難以采集精確的狀態(tài)量,本文設(shè)計(jì)了模糊觀測器,將觀測器與控制器