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高速永磁同步发电机逆变电源系统研究
资料介绍
传统的小型汽(柴)油发电机一般是单相工频发电机，原动机转速多是3000、1500、750、375 左右，体积大、质量重，移动携带很不方便。而且此类发电机组输出电压及频率受原动机转速影响大，很难达到较高的技术指标。与之相比，便携式永磁同步发电机具有结构简单、运行可靠；体积小、重量轻；损耗小、效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著特点。因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。 但是，永磁同步发电机输出的是三相交流电，并不能被一般的单相用电设备所使用。而且，由于发电机的转子采用了永磁体，无法像电励磁同步发电机那样进行励磁控制，因此其三相输出电压受负载影响较大。 鉴于此，本文应用了如下方案：先用一台高速汽油机作为原动机拖动三相永磁同步发电机，使其先输出频率远比工频高的三相中频交流电，然后将该三相中频交流电通过整流电路得到恒定的直流电压，并对该直流侧电压进行闭环控制，再通过基于单片机PIC16F716的全桥逆变电路来得到标准的单相工频交流电。采用这种方案的优点在于：首先根据电机设计理论，在功率不变的情况下，当发电机转速或频率增加后，可大大减小发电机的体积和重量；其次，由于采用了前级整流、后级逆变的交直交逆变方式，且直流侧电压进行了闭环控制，使得发电机转速和输出电压之间没有了直接的联系，发电机的转速变化不会再对输出电压造成大的波动，大大提高了发电机的技术指标。在上述控制方案的基础上，本文阐述了便携式高速永磁发电机逆变电源的工作原理，建立了该系统的仿真模型、完成了逆变电源控制器的软硬件设计，最后给出了实验数据和分析结果。 本文通过电力电子技术将发电机技术扩展成发电机电源技术，所做的研究工作为永磁同步发电机在便携式移动逆变电源中的应用提供了一定的理论参考依据和工程实际方法。
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