新型直流发电机外特性的仿真分析

论文摘要

我国著名的电机专家王宗培教授在2009年首次提出了新型直流电机的思想,最近两年我们与王老师在新型直流电机本体及驱动控制策略方面开展了合作研究。本文主要研究新型永磁直流发电机的外特性,主要内容如下：1、首先简要介绍了有刷直流电机和现代无刷直流电机的工作原理,总结了它们各自的优缺点,指出了现代无刷直流电机的先天性劣势,阐述了开展新型直流电机研究的重要意义。2、详细介绍了新型直流发电机的基本结构,推导出新型直流发电机的数学模型,阐述了新型直流发电机的工作原理。建立了新型直流发电机的仿真模型,通过对比仿真结果和实验结果,证明了模型的正确性。利用该模型,对新型直流发电机的换向过程进行了比较深入的研究。3、本文重点分析了全桥整流、下桥斩波控制和上桥逻辑控制三种控制方式下发电机的外特性。详细分析了每种控制方式下的换向过程和外特性,并分析了转速、占空比、绕组的自感互感和换向角度等对外特性的影响。本文中的直流发电机是一种新型直流发电机,尚处于研究初期,发电机的控制器不完备,实验受限。目前,有全桥整流方式的控制器,并做了较为详细的实验；其它两种控制方式,暂时没有控制器,无法做实验。全桥整流方式下,新型直流发电机的仿真结果与实验结果基本吻合,从而证明新型直流发电机的建模是正确的；后面的两种控制方式虽然没有相应的实验数据,但这并不影响我们利用现有的发电机模型对其进行仿真分析。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 直流电机
• 1.1.1 直流电机的工作原理
• 1.1.2 直流电机的运行特性
• 1.1.3 直流电机的优缺点
• 1.2 现代永磁无刷直流电机
• 1.2.1 现代永磁无刷直流电机的结构
• 1.2.2 现代永磁无刷直流电机的工作原理及数学模型
• 1.2.3 现代永磁无刷直流电机的优缺点
• 1.2.4 现代永磁无刷直流电机的发展方向
• 1.3 新型电机的提出
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 新型直流发电机
• 2.1 新型直流发电机的结构
• 2.1.1 新型发电机的绕组连接示意图
• 2.1.2 新型发电机的电枢绕组展开图
• 2.1.3 霍尔传感器的安装及其和绕组反电势间的关系
• 2.2 新型发电机的功率驱动方式和工作原理
• 2.3 新型发电机的数学模型
• 2.4 小结
• 第三章 新型发电机的外特性——全桥整流
• 3.1 全桥整流电路图
• 3.2 新型发电机全桥整流方式下的换向分析
• 3.2.1 自然换向20°内完成
• 3.2.2 自然换向20°——40°内完成
• 3.3 新型发电机全桥整流方式下的外特性仿真分析与实验结果
• 3.3.1 仿真参数说明
• 3.3.2 外特性仿真分析及其实验结果的对比
• 3.4 不同转速对外特性影响
• 3.5 发电机参数对外特性的影响
• 3.6 小结
• 第四章 新型发电机的外特性——下桥斩波控制
• 4.1 下桥斩波控制电路图
• 4.2 新型发电机下桥斩波控制方式下的换向逻辑分析和过程分析
• 4.3 新型发电机下桥斩波方式下的外特性仿真分析
• 4.4 不同占空比对发电机外特性的影响
• 4.5 换向角度对外特性的影响
• 4.6 小结
• 第五章 新型发电机的外特性——上桥逻辑控制
• 5.1 上桥逻辑控制电路图
• 5.2 新型发电机上桥逻辑控制方式下的换向逻辑分析和过程分析
• 5.3 新型发电机上桥逻辑控制方式下的外特性仿真分析
• 5.4 换向角度对外特性的影响
• 5.5 不同转速对外特性影响
• 5.6 发电机参数对外特性的影响
• 5.7 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表（或录用）的学术论文
• 个人简介