開關磁阻發電機優化設計的研究

電氣自動化論文編號:ZD340  論文字數:24783,頁數:52，有任務書，CAD圖

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摘   要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章  開關磁阻發電機系統結構與運行機理 1
    1.1開關磁阻發電機系統的基本原理 1
       1.1.1開關磁阻發電機系統的結構 1
           1.1.1.1開關磁阻發電機SRG 1
           1.1.1.2功率變換器 2
           1.1.1.3控制器 2
           1.1.1.4位置、電流檢測器 3
       1.1.2開關磁阻發電機的運行機理 3
           1.1.2.1轉矩產生原理 4
           1.1.2.2電路分析 4
           1.1.2.3能量轉換關系 5
 1.2開關磁阻發電機勵磁模式 6
 1.3功率變換器的拓撲結構 7
 1.4開關磁阻發電機系統控制方式 8
    1.4.1角度控制方式(APC)  9
    1.4.2電流斬波方式(CCC)  9
    1.4.3PWM控制方式 10
 1.5開關磁阻發電機轉子位置檢測 11
第2章  開關磁阻發電機的數學建模 12
    2.1開關磁阻發電機線性數學模型 12
       2.1.1電感與轉子角度位置的關系 12
       2.1.2相電流與能量分析 13
           2.1.2.1相電流分析 13
           2.1.2.2能量分析 16
    2.2開關磁阻發電機非線性數學模型 17
       2.2.1自勵發電模式與他勵發電模式的比較 17
    2.3小結 18
第3章  開關磁阻發電機電磁設計方案的確定 20
    3.1極數、相數和極弧 20
       3.1.1極狐確定的必要條件 20
       3.1.2極弧對電機特性影響的線性分析 21
    3.2結構參數對轉矩波動的影響 22
    3.3主要尺寸與電磁負荷的關系 22
    3.4主要尺寸的確定 24
    3.5其它參數的確定 26
       3.5.1繞組端電壓 26
       3.5.2氣隙 26
       3.5.3轉子軛高 27
       3.5.4軸徑 27
       3.5.5定子軛高 27
       3.5.6定子槽深 27
       3.5.7每相繞組串聯匝數 27
       3.5.8電流密度和槽滿率 28
第4章  開關磁阻發電機電磁計算程序 29
    4.1給定數據 29
    4.2相數、極數和繞組端電壓 29
    4.3主要尺寸的選擇 29
    4.4其它結構尺寸和繞組匝數 30
    4.5對齊位置和不對齊位置磁化曲線的計算 32
    4.6電流及轉矩計算 33
    4.7繞組設計 33
    4.8參數計算 35
第5章  開關磁阻發電機系統設計及控制策略的實施 37
    5.1開關磁阻發電機系統的硬件設計 37
       5.1.1功率變換器的設計 47
       5.1.2位置傳感器的設計 40
       5.1.3電流傳感器的設計 40
       5.1.4控制器的設計 41
    5.2開關磁阻發電機系統控制策略的實施 43
       5.2.1電流閉環控制 43
       5.2.2功率閉環控制 44
第6章  開關磁阻發電機優化設計分析 46
    6.1目標函數 46
    6.2優化變量 46
    6.3約束條件 46
    6.4優化點的確定 47
    6.5控制參數的處理 48
    6.6性能計算和優化方法 49
參考文獻 51
致謝 52
附錄 53

摘要：本文以開關磁阻發電機的優化設計的研究為主要研究內容。
 首先，對開關磁阻發電機系統的結構和運行機理做了較為完整的闡述。系統的研究了開關磁阻電機發電運行和控制機理，指出了開關磁阻電機作為發電機所具有的獨特性，并明確的提出了SRG電機具有自勵發電與他勵發電兩種運行模式概念。
 其次，建立了開關磁阻發電機的線性模型，研究并分析，得出了重要的結論。為對開關磁阻發電機的進一步研究奠定了基礎。
 其三，對任務書中給定的開關磁阻發電機的基本數據在確定開關磁阻發電機電磁方案的基礎上進行了基本的電機參數和性能計算。為對其優化設計奠定了基礎。
 其四，設計了開關磁阻發電機系統的各部分硬件元件，對其功能也進行了闡述。為開關磁阻發電機系統的控制策略的實施奠定了基礎。
 其五，對開關磁阻發電機的優化設計進行了分析。
 
關鍵詞：開關磁阻發電機   勵磁模式   發電運行   數學模型   優化設計
 
  
 
 Researching on Optimization design of Switched Reluctance generator
 
ABSTRACT: This paper is mainly on the optimization design of the switched reluctance generator.
 First of all, this paper given a comparetive complete expatiate on the structure and operate mechanism of the Switched Reluctance generator system. It give a research on the generates electricity operates and controls mechanism of the Switched Reluctance generator, and paint out the specialist of the Switched Reluctance generator. This paper also clearly point out SRG has two operation modes, that is: encourages oneself to generate electricity and generate electricity with him.
 Second, this paper built out the linearity model of the switched reluctance generator. It gives research and analysis on this and come to an important conclusion. This settle a basis for the further research of the switched reluctance generator.
 Third, this paper give a basal calculation electromagnetic calculate for the basis data of Switched Reluctance generator ,which is given by the assignment book. This calculation is given on the confirmed project of Switched Reluctance generator.
 Fourth, this paper designs hardware and components for every part of the Switched Reluctance generator system, and give explaination for their functions. This settle a basis for the implement of the operation strategy of the Switched Reluctance generator.
 Fifth, this paper gives an analysis on the optimization design of the Switched Reluctance generator.
Keywords：  Switched Reluctance generator     Excitation Model
 Generating operation    Mathematical model   Optimization design