一种新型混合励磁永磁同步发电机的矢量励磁控制系统

摘要

混合励磁永磁同步发电机(HEPMSG)结构简单,运行可靠,解决了常规永磁发电机励磁磁场不可调节的问题,大大拓宽了永磁电机的应用领域。本文是围绕新型HEPMSG的结构和励磁控制系统设计研究展开的。论文首先设计了一种新型的混合励磁永磁同步发电机结构,并分析了其工作原理;其次,基于矢量控制的基本原理,采用了i_q=0的励磁矢量控制方法,将励磁电流矢量控制在永磁产生的励磁磁场方向上,而使励磁电流的转矩分量为零。由于单位励磁电流产生最大的电磁分量,所以降低了铜损,提高了发电机的效率;最后设计了以TMS320F2812为核心的励磁矢量控制系统，并实现了控制系统的硬件和软件设计，并给出了SVPWM的调试实验结果。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 混合励磁永磁同步发电机在车载独立电源及工业应用中的重要意义

1.2 混合励磁永磁同步发电机的国内外总体研究概况及现状

1.2.1 混合励磁稀土永磁同步发电机的分类及研究现状

1.2.2 混合励磁永磁同步发电机电励磁控制系统的研究现状

1.2.3 矢量控制在永磁同步电动机控制中的应用

1.3 本课题的主要研究内容

第二章 新型混合励磁永磁同步发电机的结构及原理

2.1 引言

2.2 新型混合励磁永磁同步发电机的结构及其工作原理

2.2.1 混合励磁永磁同步发电机的基本工作原理

2.2.2 新型混合励磁永磁同步发电机结构

2.3 新型混合励磁永磁同步发电机系统结构

2.4 本章小结

第三章 基于矢量控制原理的新型 HEPMG 励磁控制系统

3.1 矢量控制原理

3.2 矢量控制的坐标变换

3.3 永磁同步电动机矢量控制方式

3.3.1 i_d=0控制

3.3.2 COS(?)=1 控制

3.3.3 弱磁控制

3.3.4 三种矢量控制策略的比较

3.4 新型 HEPMG 励磁控制系统中的矢量控制系统

3.4.1 基于 i_q=0 的励磁矢量控制策略

3.4.2 基于 i_q=0 矢量控制方式的 HEPMG 励磁控制系统

3.5 本章小结

第四章 新型 HEPMSG 励磁控制系统的硬件设计与实现

4.1 系统硬件结构和总体设计

4.2 主电路的设计与实现

4.2.1 IPM 智能功率模块

4.2.2 IPM 模块驱动电路

4.3 控制电路的设计与实现

4.3.1 TI 的 DSP 芯片 TMS320F2812

4.3.2 检测电路的设计与实现

4.3.3 系统保护电路

4.4 印刷电路板电磁兼容(EMC)设计

4.4.1 印刷电路板元器件的选择与布局

4.4.2 印刷电路板的布线设计

4.4.3 印刷电路板敷铜设计

4.5 本章小结

第五章 基于 TMS320F2812 的 HEPMSG 励磁控制系统的软件设计

5.1 系统软件总体设计

5.2 系统软件功能模块的实现

5.2.1 初始化模块

5.2.2 通信模块

5.2.3 电流采样模块

5.2.4 转子位置信息采样模块

5.2.5 PI调节模块

5.2.6 电压空间矢量(SVPWM)模块

5.3 SVPWM 的调试试验结果

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况