基于MATLAB研究直流-直流变换器-毕业论文.docx
基于MATLAB研究直流直流变换器 【作者】周清华 【关键词】降压变换器升压变换器占空比 MATLAB仿真 黄江波 物理学 【正文】1. 绪论1.1. 主要研究降压直流-直流变换器Buck Converter升压直流-直流变换器Boost Converter工作原理，比较两个变换器的模拟实验结果，最后得出重要结论。1.2. 随着电动牵引技术的发展，特别是电子信息产品的出现，直流变换技术已广泛应用于生产和生活的各个领域。1.2. 随着电动牵引技术的发展，特别是电子信息产品的出现，直流变换技术已广泛应用于生产和生活的各个领域。从地铁列车、无轨电车、计算机、各种家用电器、电动汽车和医疗设备到手机，MP3播放器13。用直流斩波器代替变阻器可以节省2030年的电能。直流斩波器不仅能调节压力，还能有效抑制电网侧谐波电流噪声1。因此，直流变换器的研究具有重要的现实理论意义。在电力电子系统的研究中，模拟研究因其高效、高精度、高经济性和可靠性而得到广泛应用。Matlab14作为一种新型的高性能语言，为电力电子技术的研究和应用提供了理想的工具。Matlab/Simulink是本课题应用的有效仿真工具Matlab动态系统模拟工具Simulink模拟和分析直流变换器可以很好地模拟实际电路的各种电气量，从而更好地分析和研究直流变换器，从而促进电力和电子技术的发展。1.3. 国内外研究现状1.3.1. 传统理想模型与实际电路的偏差是开关变换器建模不可忽视的问题。围绕这个问题，文献DC-DC在开关变换器的建模分析中，DC-DC深入分析了开关变换器建模方法的现状和发展趋势，在连续工作模式下提出了电路平均建模方法。以非理想Buck变换器和非理想Boost以变换器为例，阐明了建模过程，进行了模拟研究和实验验证，建立了非理想M在此基础上推导了1开关模型Buck-Boost稳态和动态小信号特性分析了变换器在连续工作模式下的等效电路模型。该建模方法考虑了变换器的寄生参数，模型直观、物理意义清晰、具有实用价值7。作者还提出了电路平均建模方法，不仅考虑了变换器的寄生参数，还考虑了电流的纹波。非理想首次建立Buck变换器、非理想Boost大信号平均模型在断续工作模式下，DC对小信号电路模型进行稳态分析，导出传输函数。非理想统一Buck变换器，不理想Boost在连续工作模式和连续工作模式下，变换器的大信号平均模式推导了连续工作模式和连续工作模式的边界。研究了Buck变换器和Boost变换器在断续工作模式下的小信号特性讨论了不同参数对小信号特性的影响，并与临界连续工作模式下的小信号特性进行了比较。1.3.2. 基于电压位置的控制方法ZVS在推挽三电平直流变换器一文中，作者提出了采用移相控制实现零电压开关的研究。为了解决推拉变换器中开关管电压应力高、软开关难以实现的问题，提出了一种电压钳零电压开关推拉三电平变换器。对该变换器采用移相控制可使得超前管依靠滤波电感的能量、滞后管利用谐振电感的能量实现零电压开关，同时加入的箝位电路可使输出整流二极管后的电压尖峰得到消除，改善了输出整流二极管的工作条件8。作者提出了一种基于直流变换器并联系统动态均流的新型非线性动态均流控制策略。文章首先利用开关脉冲分段函数建立了两相交错并联变换器两输入两输出仿射非线性模型，推导出相应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈规则表达式，获得准确的状态反馈线性模型。然后利用二次最佳控制设计线性模型的动态均流控制，获得准确的线性状态反馈规律，建立了基于微分几何理论的非线性均流控制策略。研究表明，两相并联直流变换器通过状态反馈精确线性化获得的非线性均流控制策略与现有相比PID均流控制具有更好的动态均流特性和更好的动态稳态质量9。1.3.3. 基于仿真手段的研究Simulink作者研究了电力电子技术教学的应用Simulink仿真的优点。他分析比较了常用教学仿真软件的优缺点，选择了 Matlab环境下 Simulink电力电子技术中的仿真工具SPWM模拟了调制技术。结果表明，将软件的模块化和可视化应用于电力电子技术课程的教学，可以帮助学生更直观、清晰地学习和理解一些复杂的算法问题，在电力电子技术教学中具有一定的推广价值。1.4. 磁放大器多路输出直流变换器由高频变压器二次侧串联LT，接收整流管VD3和LC输出滤波器。这种多路输出DC/DC输出电流为1A在几十个安培场合，但由于非线性元件的存在，反馈电路的设计更加困难，因此需要解决一个相对简单的设计2，适用于磁放大器多路输出直流变换器。电压加权反馈多路输出直流变换器的优点主要是提高了变换器输出支路的整体稳压精度，电路结构相对简单，最低输出电压可达5V左右。然而，由于反馈信号是每个输出的加权和，所有分支的输出都不能准确调整。它只是通过控制量的加权系数来改变输出误差在每个分支中的分布比，而不能消除误差，因此这个问题需要解决3。1.5. MATLAB模拟软件介绍Matlab自正式推出以来，其功能和应用领域不断完善和扩大。Matlab中间的电力系统工具箱Power System设备模型库丰富，分析功能齐全，操作方便，学习方便，分析电力电子电路方便快捷，特别适合电力电子教学和实验12。进入MATLAB系统打开模块库浏览窗口后，用鼠标左键双击SimPowerSystems可弹性电力系统工具箱模块库。主要包括以下电源库、元件库、电力电子元件库、机组模型、连接元件、测量元件、其他元件、电力图形用户界面、演示系统等，基本涵盖电路、电力电子、电气传动、电力系统等电气学科常用的基本元件和系统模拟模型，其元件和模块由电力行业专家提出并实际确认，符合电力专业分析软件的要求。这些模块库包含大多数常用电力系统元件的模块4。利用SIMULINK对系统进行仿真与分析，在进入虚拟实验环境后，不需要书写代码，只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来，按照实验要求修改各元器件的参数，即可方便、直观地建立各种系统模型并进行仿真10。1.6. 本文的主要内容是常规降压直流-直流变换器Buck Converter升压直流-直流变换器Boost Converter作为主要研究对象，首先建立实验电路图，然后使用MATLAB中的simulink模拟软件进行模拟测试，分析这两种基本直流变换电路的输出电流和输出电压波形，并控制脉冲占空比对输出电流和输出电压的控制作用。最后，对比两个直流变换器的模拟结果，总结出结论。最后，对比两个直流变换器的模拟结果，总结出结论。. 对升压变换器的研究2.1. 直流-DC变换器的控制DC-DC变换器也称为斩波器。通过对电力电子设备的断开控制，断断续续地将DC电压添加到负载中，通过改变断开时间比（通常称为空间比，表示）来改变输出电压的平均值15。直流输出电压在输入电压和负载变化和波动时保持不变。或者，当输入电压不变时，直流输出电压随电压给定值的变化而变化。图2-1给出了直流直流变换器的基本结构及其输出波形。ab图2-1当基本直流直流变换器的结构及其输出波形开关管导通时，输出电压等于输入电压；当开关管断开时，输出电压等于0。图2-1(b)所示，输出电压的平均值为(2-1)式中开关周期；开关占空比，。根据公式(2-1)，改变负载端输出电压有三种调制方法. 保持开关周期不变，改变开关管导时间，又称脉宽调制PWM；2. 保持开关管导时间不变，改变开关周期；3. 改变开关管导时间，改变开关周期。方式1的PWM这是最常见的调制方法，主要是因为后两种方法改变了开关频率，输出级滤波器是根据开关频率设计的。显然，该方法1具有良好的滤波效果。图2-2a是脉宽调制方法的控制原理图。通过误差放大器获得给定电压和实际输出电压的误差控制信号，将开关控制信号与锯齿波信号进行比较，控制开关管的导通和关闭，获得预期的输出电压。图2-2b给出了脉宽调制的波形。锯齿波的频率决定了变换器的开关频率。开关的频率一般在几千赫兹到几百千赫兹之间。(a)PWM控制原理图(b)PWM当工作波形图2-2脉宽调制原理图时，开关控制信号变高，开关管导通；当开关控制信号变低时，开关管断开。根据控制电压与锯齿波幅值的关系，开关占空比可表示为2-2直流直流变换器，电感电流连续模式和电感电流连续模式有两种不同的工作模式。在不同的情况下，变换器可工作。因此，在设计变换器及其控制器参数时，应考虑这两种不同工作模式的特点。2.2 升压变换器的工作原理也称为升压变换器Boost变换器。正如名称所指，升压变换器的输出电压总是高于输入电压。图2-3是升压变换器的电路图。输入电源的电流通过电感和开关管，二极管反向偏置，输出与输入隔离。当开关管断开时，电感的感应电势导致二极管，电感电流通过二极管和负载形成电路，从输入电源向负载提供能量。在以下稳态分析中，为了保证输出电压恒定，假设输出端的滤波电容器足够大。图2-3升压变换器电路原理图2.2.电流连续模式下的稳态波形如图2-4所示。稳态时，电感电压在一个周期内的积分为0，即上部两侧除以，整理后得到(2-3)(a)开关管导通时等效电路(b)开关管断开时的等效电路图2-4升压变换器电路的情况(假定连续)假设电路没有损耗，则，故(2-4)2.2.2-5电流连续和断续模式的边界图(a)在电感电流临界连续的情况下给出波形。(a)电感电压和电感电流波形(b)保持常数时，定义与关系函数图2-5临界连续模式下的情况，断开间隔结束时电感电流降至0。电感电流平均值为2-5。在升压变换器中，电感电流等于输入电流()，可以通过公式(2-4)和公式(2-5)获得。电流临界连续状态下的输出电流平均值为2-6。大多数升压变换器的应用都需要恒定。输出电流与占空比的函数关系曲线如图2-5(b)所示。当输入电压保持不变时，就意味着要改变占空比。图2-5(b)表示占空比D0.5时，电流临界所需的电感电流最大，占空比为0.33时，电流临界连续所需的输出电流最大，为(2-8)分别代入式(2-7)和式(2-8)和式(2-6)，电感电流和输出电流可分别表示为2-92-10图2-5(b)表明给定的占空比，当输出电压恒定时，如果负载电流平均值低于（电感电流平均值低于），则变换器在电流间歇模式下工作。2.2.假设输出负载功率降低时，3电流断续模式的工作情况保持不变（尽管在实践中必须改变）。2.2.当输出负载功率降低时，3电流间歇模式的工作情况假设并保持不变（尽管在实践中，为了保持不变，必须改变）。如图2-6所示，在假设和不变的情况下，临界连续和间歇模式的工作波形。(a)在电流连续和断续的临界状态(b)电流断续模式下图2-6升压变换器工作波形(b)()降低时，由于保持不变，导致降低，进入电流断续模式。由于图2-6中的和保持不变，只有图2-6(b)中升，则-更负，可以降低。在一个周期内，电感电压的积分等于0，因此(2-11)2-12在图中 2-6b输入电流平均值(也等于电感电流平均值)为213将式2-13代入式2-12中得2-14在大多数应用中，保持不变，改变时会导致的改变，所以占空比与负载电流在不同时的函数关系时非常有用的。由式2-8、式2-11和式2-14可得(2-15)图2-7给出了不同时占空比与负载电流的函数关系曲线。虚线是电流连续和断续模式的界限。图2-7保持不变时升压变换器的特性曲线在电流断续模式下，从输入传送到电容和负载的能量至少为如果负载不能够吸收这些能量，电容的电压将持续上升，直至建立能量平衡。如果不控制，当负载电流很小时，的上升可能导致电容被击穿或产生很高的危险电压。2.3 升压变换器的仿真研究一个直流升压斩波变换电路模型图如图2-8所示，其输出电压总是大于输入电源电压。当开关S闭合时，二极管受电容器C上的电压影响反向断开，于是将输出级隔离，由输入端电源向电感供应能量。当开关S断开时，二极管正向导通，输出级吸收来自电感与输入端电源的能量。在进行稳态分析时，假定输出滤波器足够大，以确保一个恒定的输出电压。图2-8升压斩波变换电路模型图根据电感的基本特性，在稳态时电感电压在一个周期内对时间的积分必须为零，即两边除以，整理后可得(2-16)在式(2-16)中，为占空系数。当输入电压保持不变时，改变即可改变输出电压。其实验电路如图2-9所示。图2-9升压斩波变换电路原理图2.3.1升压变换器的建模仿真启动MATLAB7.0，进入simulink后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型如图2-10所示。双击各个模块，在出现的对话框内设置相应的参数16。(1)直流电压源参数设置直流电源电压为100V。(2)电阻、电容和电阻参数设置C5e-4F，L1mh，R10。(3)脉冲发生器模块(pulse)的参数设置振幅设置为1V，周期为0.002S，脉冲宽度为20。对Boost变换器电路模型进行仿真。在使用晶闸管GTO，MOSFET，IGBT等元件的仿真模型中，仿真时使用刚性积分算法，通常使用Ode15s或Ode23tb以获得最好的仿真速度。图2-10直流升压斩波变换电路模型图2.3.2仿真结论仿真开始时间为0.0s,停止时间设置为0.04s。设置好各模块参数后，单击工具栏的按钮进行仿真。图 2-11脉冲宽度为20直流升压斩波变换电路仿真结果双击示波器模块模块，得到仿真结果如图2-11所示。图中UL为电感L端电压，IL为流过电感的电流，U为电源电压，UF为负载电压，PULSE为触发信号。图2-11中第一张波形图中红色波形线表示流过电感电流，黄色波形线表示电感L端电压。第二张图中红色波形线表示电源电压，黄色波形线表示负载电压。第三张图中波形表示触发信号。将脉冲发生器模块里的脉冲宽度设为60，再进行仿真，仿真结果如图2-12所示。图2-12脉冲宽度为60直流升压斩波变换电路仿真结果图2-12中第一张波形图中红色波形线表示流过电感电流，黄色波形线表示电感L端电压。第二张图中红色波形线表示电源电压，黄色波形线表示负载电压。第三张图中波形表示触发信号。由图2-11、图2-12和图2-4比较可以看出，基于Matlab的Boost变换器仿真结果与理论分析得出的结果是一致的。在Boost直流变换器仿真模型中，改变可关断晶体管GTO触发脉冲的占空比D，Boost变换器输出电压与之相应改变，且有等于/1-D，与理论分析得出的结果也是一致的。同时也验证了，升压变换器的输出电压总是高于输入电压。3. 对降压变换器的研究3.1. 降压变换器的工作原理降压变换器也称为Buck变换器，正如名字所定义的，降压变换器的输出电压低于输入电压。将式(2-2)代入式(2-1)可以得到输出电压平均值15(3-1)式中常数。从式(3-1)可见，输出电压平均值随控制电压线性变化。在实际应用中，存在如下问题1. 实际的负载应该是感性的。即使是阻性负载，也总有线路电感，电感电流不能突变，因此，采用图2-1的电路可能由于电感上的感应电压毁坏开关管。采用图3-1的电路，则电感中储存的电能可以通过二极管续流释放给负载。2. 在大多数应用中需要的是平稳的直流电压。而图2-1的电路输出电压在0和间变化。采用由电感和电容组成的低通滤波器可以得到平稳的输出电压。图3-1所示电路的工作过程是在开关管导通期间，图3-1中的二极管反偏，输入提供能量给电感，同时提供能量给负载。但开关管关断时，电感电压使二极管导通，电感中存储的能量传送给负载。图3-1降压变换器电路原理图(a)滤波器前的电压波形(b)频谱(c)滤波特性图3-2电压波形、频谱及滤波器特性图3-2a所示的输入电压的波形，可以分解成直流分量、具有开关频率的谐波分量，如图3-2b所示。采用由电感和电容组成的低通滤波器的特性如图3-2c所示。低通滤波器的角频率应大大低于开关频率，经过滤波器后的输出电压基本上消除了开关频率造成的纹波。假设输出端的滤波电容足够大，则输出电压的瞬时值不变，即。在稳态情况下，因为电容电流平均值为0，所以电感电流平均值等于输出电流平均值。3.1.1电流连续模式时的工作情况图3-3给出了电流连续模式的工作波形和开关管导通和断开时的等效电路。在开关管导通期间，输入电源经电感流过电流，二极管反偏。这导致在电感端有一个正向电压，如图3-3a所示。这个电压引起电感电流的线性增加；当开关管关断时，由于电感中储存电能，产生感应电势，使二极管导通，经二极管继续流动，，电感电流下降，如图3-3b所示。在稳压情况下，波形是周期变化的，电感电压在一个周期内的积分为0，即(3-2)在图3-3中，由式(3-2)所示，A部分的面积与B部分的面积一定相等，因此，得即(3-3)(a)开关管导通时的等效电路(b)开关管断开时的等效电路图3-3降压变换器电路的情况(假定连续)因此，在电流连续模式中，当输入电压不变时，输出电压随占空比而线性改变，而与电路其他参数无关。忽略电路所有元件的能量损耗，则输入功率等于输出功率，即因此故有(3-4)因此，在电流连续模式下，降压变换器相当于一个直流变压器，通过控制开关的占空比，可以得到要求的直流电压。由式3-4可知，输入电流平均值与输出电流是变比的关系，但当开关管断开时，瞬时输入电流从峰值跳变到0，这样对输入电源会有较大的谐波存在，因此，在输入端加入一个适当的滤波器用来消除不必要的电流谐波。3.1.2电流连续与断续模式的边界图3-4给出了在电感电流临界连续的情况下和的波形在临界连续的情况下，在断开间隔结束时，电感电流降为0。用交表B表示临界连续情况下的电感电流平均值，得3-5式中电感电流的峰值。因此，在所给的条件下，如果输出电流平均值比式(3-5)所给的小，则工作在断续模式下。(a)电感电压和电感电流波形(b)保持为常数时与的关系函数图3-4临界连续模式下的情况3.1.3电流断续模式时的工作情况在直流电机速度控制系统中，输入电压基本上是不变的。在直流可调电源的应用中，输入电压是变化的，但输出电压保持不变。在电流断续模式下，以上两种不同情况下的输出电压表达式是不一样的。1. 为常数时的工作情况在直流电机速度控制系统中，输入电压保持不变，靠改变占空比改变输出电压。在电流临界连续的情况下，，由式(3-5)可得，电感电流平均值为(3-6)由式(3-6)可知，保持和其他参数不变，是占空比的函数。在D0.5时，为保证工作在电流连续模式所需要的电感电流最大，即(3-7)由式(3-6)和(3-7)可得3-8图3-5降压变换器工作在断续模式电感电压和电感电流波形假设初始时变换器运行在电流临界连续情况下，如图3-4a所示，如果保持，L，和等参数不变，当输出负载功率减小(即负载阻抗上升)，则电感电流平均值下降，小于，电感电流断续。图3-5显示出当负载阻抗上升时，导致电感电流断续的波形。在图2-18中的的时间段，电感电流为0，负载阻抗的能量仅由滤波电容器单独提供。在该期间中，电感电压为0。电感电压在一个周期内的积分等于0，从而有(3-9)所以3-10式中，1。从图3-5可得(3-11)因此3-12(3-13)所以3-14由式(3-10)和式(3-14)有(3-15)图3-6保持不变时降压变换器的特性曲线图3-6给出了在输入电压不变时，电流连续喝电流断续两种模式下降压变换器的特性，即在不同占空比时，电压变换率与电流比之间的函数关系。图中的虚线是电流连续和断续模式的界限。2. 为常数时的工作情况在直流可调电源的应用中，输入电压是变化的，通过改变占空比保持输出电压不变。在电流临界连续的情况下，,电感电流平均值为(3-16)式(3-16)表明如果不变，在0时，为最大，即(3-17)应该注意到相应0时，要得到恒定的输出电压，则需要无穷大的输入电压，而这时不可能的。由式3-16和式(3-17)可得(3-18)在保持输出电压不变的情况下，由式(3-8)、式(3-11)、式(3-17)可得占空比与的函数关系式微(3-19)图3-7给出了保持输出电压不变的情况下，不同是占空比与的函数关系曲线。图中的虚线是电流连续断续模式的界限。图3-7保持不变时降压变换器的特性曲线3.2. 降压变换器的仿真研究a基本电路拓扑结构电路图b波形图图3-8直流降压变换的基本电路拓扑结构图直流降压斩波变换电路产生一个低于直流输入电压的平均输出电压。一个具有纯电阻负载的降压变换的基本电路拓扑结构如图3-8(a)所示。假定开关是理想的，则瞬时输出电压与开关的通断状态。如图3-8(b)所示，根据开关占空比可计算平均输出电压为或表示为在连续到点的工作模式中，当输入电压一定时，输出电压与开关的占空比成线性关系，而与任何其他电路参数无关，其实验电路如图3-9所示图3-9直流降压斩波变换实验电路图3.2.1. 降压变换器的建模仿真启动MATLAB7.0，进入simulink后新建文档，绘制直流降压斩波变换电路模型如图3-10。双击各个模块，在出现的对话框内设置相应的参数5。1. 直流电压源参数设置直流电源电压为100V。2. 电阻、电容和电阻参数设置C1e-3F，L1mh，R1。3. 脉冲发生器模块(pulse)的参数设置振幅设置为1V，周期为0.001S，脉冲宽度为50。在图3-10中U为电源电压，IF为流过负载电流，UVD为二极管端电压，pulse为触发信号，UF为负载电压。对Buck变换器电路模型进行仿真。在使用晶闸管GTO，MOSFET，IGBT等元件的仿真模型中，仿真时使用刚性积分算法，通常使用Ode15s或Ode23tb以获得最好的仿真速度。图3-10直流降压斩波变换电路模型图仿真结论仿真开始时间为0.0s,停止时间设置为0.02s。Buck变换器电路模型仿真如图3-11所示。设置好各模块参数后，单击工具栏的按钮进行仿真。双击示波器模块模块，得到仿真结果如图3-11所示。图3-11脉冲宽度为50直流降压斩波变换电路仿真结果图3-11中第一张波形图表示电源电压。第二张波形图，红色的波形线表示二极管端电压，黄色的波形线表示流过负载电流。第三张表示触发信号。第四张表示负载电压。将脉冲发生器模块里的脉冲宽度设为80，再进行仿真，仿真结果如图3-12。图3-12脉冲宽度为80直流降压斩波变换电路仿真结果图3-12中第一张波形图表示电源电压。第二张波形图，红色的波形线表示二极管端电压，黄色的波形线表示流过负载电流。第三张表示触发信号。第四张表示负载电压。由图3-11、图3-12和图3-3比较可以看出，在Buck直流变换器仿真模型中，改变触发脉冲的占空比D，Buck变换器输出电流IF与之成正比例改变；Buck变换器输出电压的平均值UF也随之成正比例改变，且有UF等于DUd，与理论分析得出的结果也是一致的。同时也验证了，降压变换器的输出电压总是低于输入电压。在实验中，改变电感和电阻的值会均会引起流过负载电流和负载电压的变化。改变电容的值将会引起流过负载电流，负载电压和二极管电压值的变化11。4. 结论及展望4.1.变换器对比结论由上面的两个实验升压直流变换器和降压直流变换器的仿真研究，可以看出，应用Matlab的动态系统仿真工具Simulink进行直流变换器的仿真，能够较好模拟实际电路的各种电气量。表4-1实验结果对比表升压变换器 当D0.2 当D0.6 降压变换器 当D0.5 当D0.8输入电压 100V 100V 输入电压 100V 100V输出平均电压 125V 250V 输出平均电压 50V 80V电压升值 25V 150V 电压降值 50V 20V实验很好的验证了升压和降压直流变换器的工作原理。即升压直流变换器的输出电压大于输入电压；降压直流变换器的输出电压低于输入电压。通过改变占空比D，同时验证了占空比与输出电压和输入电压的函数关系，即在升压变换器中/1-D；在降压变换器中。4.2.展望直流变换器的应用很广泛，发展潜力也很大。可以用于有源功率因数校正PFC。为了提高用电效率，减小对电网的谐波污染，功率因数校正的应用越来越普遍。PFC就是在整流桥和滤波电容之间加入了升压变换器，通过适当控制可关断器件的通、断，可使电源的输出电流与电源电压同相，电流的波形也可以非常接近正弦波。可以应用于蓄电池供电用电。我们知道，高能蓄电池组在大电流充电和大电流放电情况下，其输出电压变化范围很大。特别是当电池的荷电量较小时，其输出电压已经很低。而某些用电池供电的设备需要一个相对稳定的电压，这时就可以将升压变换器放到电池和用电设备中间，将电池电压升到用电设备需要的电压，并保持这个电压。在风力发电中的应用，也可以将升压变换器用于风力发电系统中。如果使用升压变换器将发电机电压升到某一个固定的值，然后再逆变到电网上，那么我们可以不管发电机的频率，只需选择发电机输出电压最大值在最大允许风速时不超过我们设定的直流电压，系统就可以正常工作。这样一来，可以考虑使用相对低速的多极永磁同步发电机，省去升速齿轮箱16。