直接轉(zhuǎn)矩控制永磁同步高壓直流發(fā)電系統(tǒng)研究

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，為避免IGBT流過(guò)過(guò)大的沖擊電流，實(shí)驗(yàn)利用6個(gè)IGBT體內(nèi)6個(gè)二極管預(yù)先對(duì)直流端濾波電容充電。軟件中設(shè)置的整流狀態(tài)即完成該功能。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000r／min，采用6個(gè)約390 Ω功率電阻并聯(lián)作為負(fù)載，圖7為穩(wěn)態(tài)發(fā)電波形。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，直流電壓為270 V，定子磁鏈幅值控制為0．42 Wb，且磁鏈軌跡為圓形。由圖可見(jiàn)，硬件系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

圖8為給定電壓270 V，負(fù)載電阻由130 Ω突變到78 Ω的動(dòng)態(tài)響應(yīng)波形。由于直流電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有閉環(huán)控制，因此當(dāng)突加負(fù)載后，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由1 000 r／min降至857 r／min，發(fā)電機(jī)處于變速變負(fù)載運(yùn)行考驗(yàn)。由圖可見(jiàn)，電壓恢復(fù)時(shí)間約為75 ms；轉(zhuǎn)矩由-5 N·m增至-8．5 N·m。可見(jiàn)在變速變負(fù)載過(guò)程中，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定輸出270 V電壓。

4 結(jié)論
以TMS320F2812型DSP為核心，設(shè)計(jì)了一套DTC永磁同步270 V高壓直流發(fā)電系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該DSP資源可最大限度滿足PMSG DTC270 V高壓直流發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，系統(tǒng)成本低廉；系統(tǒng)工作實(shí)時(shí)性好，控制周期為30μs，滿足DTC策略對(duì)PMSG電磁轉(zhuǎn)矩及定子磁鏈快速控制的需要；系統(tǒng)工作可靠，在變速變負(fù)載情況下穩(wěn)定輸出270 V直流電壓；該硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)將為DTC永磁同步直流發(fā)電系統(tǒng)控制策略的深入研究奠定良好的基礎(chǔ)。