车辆用可控整流稳压式永磁发电装置的研究.docVIP

《电力电子技术》课程设计报告 单 位： 自动化学院 学生姓名： 陈艳花 专 业： 电气工程与自动化 班 级： 0830401 学 号： 指导老师： 唐贤伦、罗萍 设计时间：2007 年 07 月 重庆邮电大学自动化学院制 《电力电子技术》课程设计报告 1 摘要 2 关键词 2 引 言 l 电子稳压器工作原理 2 1-1 电子稳压器主电路图及工作原理 3 1-2 三相桥式半控整流电路 4 2 主要参数的确定 9 2-1 输出功率、转速和稳压范围 9 2-2 主要参数的确定 9 3 其他相关电路设计 10 4 主要技术数据及电路特色 11 5 设计总结 11 参考文献 11 附录 12 单相、三相可控桥式整流的工程应用 -----车辆用可控整流稳压式永磁发电装置的研究 摘要：多块钕铁硼永磁材料由极靴通过非导磁螺钉固定在钕铁硼永磁发电装置转子铁芯上，相邻的钕铁硼永磁材料极性相反，即N极、S极间隔排列，组成钕铁硼永磁转子，当转子转动时，磁场旋转，线圈切割磁力线，产生电动势。研发出三相半控桥式整流稳压器，当钕铁硼永磁发电装置的输出电压低于目标稳压值时，整流稳压器为三相全波桥式整流输出；当钕铁硼永磁发电装置的输出电压高于目标稳压值时，电压信号采样比较电路自动使三相全波整流桥桥臂瞬时断开，降低输出电压；当钕铁硼永磁发电装置的输出电压再低于目标稳压值时，三相全波整流桥再恢复工作，周而复始，整流稳压器通过移相、削渡、整流，使输出电压稳定在一定范围内，解决了车辆用水磁发电装置在宽转速、宽负载范围内输出电压保持稳定的问题以及给蓄电池充电的问题。 关键词：车辆；稀土永磁；发电装置；三相桥式半控整流 引 言 l 电子稳压器工作原理 目前国内车辆使用的发电机按激磁方式不同大致分为3类：一类为永磁交流发电机，由于该发电机输出交流电，不能给车辆的用电设备提供直流电源和给蓄电池充电，而且发电机输出电压随转速的升高成正比例的增加，用电设备使用寿命缩短或烧毁；第二类为硅整流发电机，该发电机由电励磁绕组产生磁场，通过电励磁绕组的电能只有很少一部分转换为用于发电的磁能，大部分电能由于励磁绕组发热而消耗掉，而且转子的励磁绕组易烧毁、断线，必须由蓄电池提供励磁电流才能发电，这样势必增加了车辆成本，一种带有碳刷滑环结构的硅整流发电机，滑环直径大，线速度高，碳刷容易磨损，寿命短，故障率高，另一种是无刷硅整流发电机，该机增加了磁场气隙，漏磁大，材料利用率低，成本 高；第三类为永磁与电磁混合激磁的发电机，在低速时永磁与电磁联合励磁提高输出电压，高速时主要依靠永磁发电，结构复杂，成本高。本文研究的车辆用可控整流稳压式永磁发电装置，无电励磁绕组、无碳刷滑环结构，故障率低，采用电流或电压传感器，在发电机低负载、高转速工作时，控制发电机一相或多相工作，实现智能控制，发明了三相半控桥式整流稳压技术，解决了车辆用永磁发电装置在变转速、变负载工况下的输出电压保持稳定的问题。 1-1 电子稳压器主电路图及工作原理 电子稳压器主要由电子元件、线路板、压铸铝壳、引线等组成。把焊接好的线路板固定在压铸铝盒内，用不饱和树脂浇注成～ 整体，防尘、防潮、抗振动、抗冲击，以适应不良的环境。电子稳压器电路图如图1-1-1所示。 触发电路 整流电路 、、、、、、——电阻；、、、、、——二极管；、、——整流二极管；、——稳压管；、——电容；、——三极管；、、—— 可控硅；JF1、JF2，JF3—— 交流发电机完全相同的三个线圈绕组 图1-1-1 电子稳压器电路图 通过调整R1的阻值，可改变A点的电势，从而设置电子稳压器目标稳压值=14 V。 JF1，JF2，JF3为三相永磁交流发电机完全相同的三个线圈绕组，其相位差为。按“Y”型接法，尾端接于一点。当发电机低速运转时，主要采用高剩磁感应强度、高矫顽力、高磁能积的钕铁硼永磁材料，对发电机进行优化设计，增加极对数，以及增加电枢绕组匝数等保证发电机输出较高电压。 当发电机转速较低时，输出电压也低，小于目标稳压值 ，三极管的发射极与A点的电压小于稳压管的击穿电压，三极管处于截止状态。由于稳压管、电容为三极管提供正向偏压，三极管的发射极与基极之间的电压大于0.7 V，因此三极管导通，集电极电流通过电阻、二极管、、分别向可控硅、、的栅极提供触发电流，使可控硅导通，可控硅、、与整流管、、构成三相桥式整流电路，输出直流电。 随着发电机转速的升高，输出电压也随着升高，三极管发射极与A点的电压也升高。当输出电压大于设定的目标稳压值时，三极管发射极与A点的电压大于稳压管的击穿电压，三极管由截止状态变为导通状态，