摘要：在汽车的行驶过程中，随着发动机的运转，发电机除了有对汽车的车载电器设备的供电作用外，还有给蓄电池充电的作用，那么，让发电机的输出电压保持在一个合适的值就显得很重要。

本文首先介绍了一下研究的背景、内容和意义，并将研究的方案确定了下来，分别是SPWM控制的三相桥式全控整流、相位控制的三相桥式半控整流和PWM控制的三相桥式不可控整流。

然后大致介绍了汽车发电机的情况，着重介绍了永磁发电机，在PSIM中搭建了一个永磁发电机PMSM的模型，实现了电压随着转速变化。

接着主要介绍了全控整流方式、半控整流、不可控整流、BUCK-BOOST、SPWM、相位控制、PWM的基本工作原理，并以此为依据设计了三种方案的电路。同时根据PID算法，设计了各自的控制电路。

之后，通过仿真，进一步优化了参数的设定，使得波形越来越符合期望。方案三的波形是相对来说比较不理想的。而方案一和方案二的波形，从最后仿真得出的波形图可以看出，虽然一开始波形有一定的超调，不过能立刻稳定，并且随着转速的变化，电压波形依然能保持稳定，同时精度也基本符合要求，呈现出较好的稳压效果。虽然波形中间有时波动相对明显，但是能够快速调节回去，总体上还是能够稳定电压输出的。

最后根据几个指标对比了几个方案的稳压效果，并且进行了成本估算。

经过综合考虑，确定了方案一的SPWM控制的三相桥式全控整流为三个方案中的最佳方案。

关键词    永磁同步电机，三相桥式整流，PWM，SPWM，相位控制，PID

目录

摘要

ABSTRACT

1绪论-1

1.1研究背景-1

1.1.1现状-1

1.1.2问题-1

1.2研究的介绍-1

1.2.1研究的主要内容与要求-1

1.2.2研究的方案-2

1.2.3研究的意义-2

1.3汽车发电机介绍-2

1.3.1直流发电机-2

1.3.2交流发电机-3

1.4小结-4

2 全控整流方案的设计-5

2.1工作原理-5

2.1.1三相全桥可控整流-5

2.1.2控制方式-6

2.2电路设计-6

2.2.1总电路-6

2.2.2三相桥式全控整流电路-7

2.2.3控制电路-8

2.3永磁发电机模型-12

2.3.1软件介绍-12

2.3.2模型仿真-13

2.4仿真结果-16

2.5小结-17

3半控整流方案的设计-18

3.1工作原理-18

3.1.1三相半控整流-18

3.1.2控制方式-19

3.2电路设计-20

3.2.1总电路-20

3.2.2三相半控整流电路-20

3.2.3控制电路-23

3.3仿真结果-26

3.4小结-27

4不可控整流方案的设计-28

4.1工作原理-28

4.1.1三相不可控整流-28

4.1.2升降压变换-29

4.1.3控制方式-30

4.2电路设计-30

4.2.1总电路-30

4.2.2三相不可控整流电路-31

4.2.3DC-DC变换电路-32

4.2.4控制电路-33

4.3仿真结果-37

4.4小结-38

5方案选择-39

5.1波形图的对比-39

5.2成本估算的比较-46

5.3结论-46

5.4小结-46

6总结-47

致谢-48

参考文献-49