中国外运长航

固定桨轴带发电、超节能、更环保船舶轴带无刷双馈交流发电系统船舶轴带无刷双馈交流发电系统是利用船舶主推进发动机的功率储备,在其带动螺旋桨推进船舶航行且转速变化的同时拖动轴带发电机发电,从而实现船舶航行时不使用或少使用     

基于双同步坐标的无刷双馈轴带发电控制系统

航运业的碳氮排放在全球排放中占较大比例,充分利用推进主机的剩余动力进行轴带发电,既可以减少碳氮的排放,又有助于提高燃料的利用效率。无刷双馈轴带发电系统摆脱了同步发电机型轴发的全功率变换器要求和有刷双馈型轴发维护要求高、安全性差的缺点。本文在dq0模型的基础上,通过双同步模型建立了针对功率绕组的磁场定向矢量控制方法,并设计了独立和并网发电两种运行模式下的控制策略。通过仿真和物理实验证明了建模方法和控制策略的有效性和可行性。     

船舶轴带双馈发电机独立运行特性仿真研究

介绍了船舶轴带双馈发电机的数学模型和控制方法,研究了其与PPU配合应用时,船舶轴带双馈发电机独立运行的控制策略,在Matlab/Simulink环境下,搭建了船舶轴带双馈发电机独立运行的系统模型,对轴带双馈发电系统的控制特性进了仿真和分析.仿真结果表明：在独立运行时,船舶轴带双馈发电机具有很好的电压跟随性和频率稳定性,当转速变化和负载变化时系统具有良好的动态特性和静态特性.     

船用轴带无刷双馈发电机标量控制研究

为了验证在船用轴带发电系统中使用标量控制进行无刷双馈发电系统控制的可行性。首先利用闭环标量控制策略的对无刷双馈电机的发电状态进行仿真分析。然后对一台64 kW无刷双馈电机进行独立发电试验并根据实验结果,在普通标量控制的基础上应用一种基于自适应PI的控制策略,通过检测无刷双馈电机的实时工作状态,选取合适的PI参数进行控制。实验结果表明,电机可以在特定船舶轴速范围内空载或带载保持发电稳定。     

轴带双馈发电机的空载并网控制和功率解耦控制仿真研究

对船舶轴带双馈发电机的数学模型和控制方式进行了详细探讨,研究了船舶轴带双馈发电机的空载并网控制和功率解耦控制两种控制策略,并在Matlab／Simulink环境下,搭建了两种控制模式下的双馈发电仿真系统,对轴带双馈发电系统的相关动态和静态特性进行了仿真利分析。结果表明：轴带双馈发电机在空载并网控制模式下具有良好的跟随参考电压特性,在功率解耦控制模式下具有良好的功率解耦特性,对有功功率和无功功率给定能够快速响应,稳态误差被控制在较小范围内。     

变速恒频双馈型船舶轴带系统试验平台的设计

针对变速恒频双馈型船舶轴带电机的特点设计了一套基于DSP的电压型交直交变速恒频双馈型船舶轴带电机试验平台。结合变速恒频双馈型船舶轴带电机的特点,在平台上实现了轴带系统不同运行模式下的试验,并对相关试验结果进行对比分析。试验结果表明,变速恒频双馈型船舶轴带系统具有良好的动态和稳态性能,其系统输入输出功率因数可调,可以有效地控制和调节轴带电机发电时的输出电功率或电动时的输出轴功率。     

船用双馈发电控制策略研究

本文研究了双馈异步电机变速恒频在船舶轴带发电系统中的方法和控制策略。在分析双馈电机数学模型基础上,给出一种对双馈发电机定子侧电压有强化控制效果的控制策略,最后用仿真软件实现了系统动态仿真。     

船舶轴带BDFG并网控制及其锁相环

针对传统的控制方法下电机输出电压幅频不稳定的问题,提出一种无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Generator, BDFG)定子电压矢量控制的方法来改善发电机输出电压幅频的稳定性;为确保相位的一致,利用锁相环技术对电网电压相位进行监测来实现发电机电压相位跟踪控制,从而实现轴带无刷双馈电机与船舶电网并网运行。在MATLAB/Simulink中进行仿真试验,其结果表明:该控制方法对于改善无刷双馈电机输出电压的稳定性与相位跟踪具有一定的控制效果,并且能够实现轴带无刷双馈发电机与船舶电网并网运行。     

无刷双馈电机的电路分析及动态建模

无刷双馈电机是一种新型的电机,可作为调速电动机或变速发电机。无刷双馈电机系统包括两个定子绕组,即功率绕组和控制绕组,一个笼型转子绕组和—个双向电力电子变换器。无刷双馈电机的两个定子绕组之间没有直接的耦合关系,分析和控制比较简单。双向变换器较之传统的变换器,大大减小了体积和功率的要求。无刷双馈电机的这种结构,适用于变速系统中,如风力发电等。本文介绍了无刷双馈电机结构、等效电路和动态模型,可望为后续研究起到一定的借鉴作用。     

基于模糊PI调节的BDFG独立电源系统矢量控制的研究

在双同步速MT坐标系模型[1]的基础上,通过引入功率绕组定子磁场定向控制的思想,给出了一种适合独立电源系统的矢量控制策略,系统可以根据独立运行所带负载特性的变化调整励磁电流,实现独立电源系统的变速恒频恒压发电,并间接地实现对功率因数的调节;鉴于BDFG模型复杂,动态响应特性和鲁棒性差的特点,通过引入模糊PI调节器,改善了系统的特性;最后通过仿真验证了该控制策略的正确性和有效性。     

基于Boost变换器升压的双绕组感应发电机的电磁设计

本文对一种利用Boost变换器进行最低转速输出电压升压的定子双绕组感应发电机进行了电磁设计。根据该电机具有两套定子绕组的特点,通过提高控制绕组与功率绕组的匝数比来升高控制绕组的电压,从而降低控制绕组励磁变换器电流的设计策略,同时可以省去功率侧的励磁电容器和控制侧的滤波电感,由此构成一种小电流励磁控制大电流功率输出的新型励磁控制系统。利用Boost变换器对最低转速时的输出电压进行升压调节,实现了材料利用率较高、电机安装尺寸较小等优点。     

基于反馈线性化的AFE变频器功率控制

提出了一种新的有源前端(Active Front End, AFE)变频器功率控制策略，仿真测试验证了基于该策略的AFE变频器具有交流侧电流畸变小、直流电压稳定、静态和动态性能好、能量可双向流动等优点。该策略基于多输入多输出非线性系统的反馈线性化理论和同步旋转坐标变换，将AFE变频器功率控制模型转化为线性、时不变的解耦系统，有利于控制系统的设计及实现。     

基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器

碳化硅器件的应用能够显著减小电力电子变换器的重量、体积、成本,大幅提升电力电子系统的性能。本文基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器设计,采用电压源型双PWM交-直-交变频器系统拓扑结构,前级整流部分和后级逆变均使用最新一代碳化硅器件,提出有源前端(AFE)变频器系统拓扑结构、整流与逆变系统控制策略,以及主电路参数计算方法。系统仿真和试验结果表明,该设计方式是实现船用变频器高性能、小型化的有效技术途径。     

基于双质量模型的非线性变速海流发电机最优反馈控制（英文）

This paper presents a contribution related to the control of nonlinear variable-speed marine current turbine(MCT)without pitch operating below the rated marine current speed. Given that the operation of the MCT can be divided into several operating zones on the basis of the marine current speed, the system control objectives are different for each zone. To deal with this issue, we develop a new control approach based on a linear quadratic regulator with variable generator torque. Our proposed approach enables the optimization of the rotational speed of the turbine, which maximizes the power extracted by the MCT and minimizes the transient loads on the drivetrain. The novelty of our study is the use of a real profile of marine current speed from the northern coasts of Morocco. The simulation results obtained using MATLAB Simulink indicate the effectiveness and robustness of the proposed control approach on the electrical and mechanical parameters with the variations of marine current speed.     

含轴带发电机的船舶电站协调控制

船舶电站运行工况复杂,对供电系统运行的安全经济性要求较高,采用主机驱动的轴带发电机具有较好的节能效果。轴带发电机与辅助发电机并网运行时,馈电主开关之间必须进行综合协调控制,才能确保有序的连续供电。本文重点对含轴带发电机的船舶电站协调控制进行研究,结合某船复杂的运行工况和机组特性,制定出整船电站系统协调控制策略,经过验证,该船各种工况下功率分配满足要求,主开关控制策略设置合理,电站系统能够安全可靠运行。     

基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究

船舶轴带电机能够充分利用主柴油机的富裕功率,达到节能减排的作用.相较于传统的逆变器,Z源逆变器能同时实现升/降压功能,且电路结构简单,控制方便.在船舶轴带发电机系统结构的基础上,详细论述了Z源逆变器的结构和工作原理,并结合并网PQ控制策略,实现对船舶轴带电机系统的控制.通过Matlab/simulink仿真波形,可知基于Z源逆变器和并网控制策略船舶轴带发电机系统可以输出需要的电压和电流,进一步验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

船舶推进轴系扭矩非接触式监测系统研究

柴油机是船舶动力的核心,船舶推进轴系的状态决定了机桨传动的效率.由于以接触式方法测量与计算轴功率和扭矩很不方便,因此需要更方便、更灵活的非接触式测量方法.提出一种新的基于光电技术的非接触式轴工况监测系统.两个编码盘和光电开关用来检测一定长度内轴的扭转角度,轴的扭转角度可根据计数器频率和叶片中心角,通过现场可编程门阵列（FPGA）量化,轴功率与扭矩可在计算机上显示出来.实验结果表明,该方法适用于量化轴的扭转角,去除了可能导致在线监测系统危险的冗余光纤.该监测系统的设计为船舶推进轴系的监测与故障诊断提供了一种思路.     

船舶轴带无刷双馈电机并网滑模控制策略研究

为解决船舶轴带无刷双馈电机采用PI并网控制方案时动态响应性能不理想问题,结合滑模控制技术与矢量控制技术,提出基于指数趋近律的并网滑模控制策略.在Simulink平台上,分别对理想情况、电网电压波动、电机参数摄动情况下发电机输出端电压跟踪过程和并网过渡过程进行仿真分析.实验结果表明:滑模控制并网时差额电压几乎为零,功率绕...