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。     

船用复合磁场结构轴带电机设计及SVPWM控制

为进一步改善传统船用轴带电机冷却困难、铁芯利用率低和响应速度慢等缺点,提出轴-径向复合磁场结构的船用轴带电机。根据中小型内河船的工作需要,结合解析法和有限元分析法确定电机各项参数,在Ansoft Maxwell 14. 0软件中进行性能验证,并在MATLAB/SIMULINK中搭建基于船舶轴带发电机Z源逆变器的电压矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)控制模型。通过仿真波形,验证了所设计的电机性能良好,相电流与相电压可保持同相位。在直流电压恒定时,改变直通零矢量的占空比,可获得系统要求的电压,且Z源逆变器的升压和并网能力得以实现。     

新型船舶轴带发电系统的建模与仿真

采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究内容之一。介绍了新型船舶轴带发电系统的结构及运行原理,设计了PWM整流器、PWM逆变器的控制策略,建立了轴带发电机、PWM整流器及其控制器、PWM逆变器及其控制器以及新型船舶轴带发电系统的Matlab仿真模型,并对轴带发电系统单独发电及并网发电进行了仿真。仿真结果表明建立的仿真模型是正确的,采用的控制策略是可行的,为实际系统的设计提供了参考依据。     

轴带发电机在船舶电力能源系统中的应用

船舶轴带发电机是大型船舶上广泛配置的供电装置,该装置通过船舶主轴驱动。船舶耗油量巨大,为实现能源的高利用率和经济利益,船舶柴油推进主机通常都会配置相应的轴带发电机系统。传统的轴带发电机系统存在着损耗大、噪音污染、不方便保养和无法与整个船舶电网耦合使用等缺点。针对以上缺点,本文提出一种新型船舶轴带发电机系统,该轴带发电系统基于SPWM逆变器控制,在满足整个船舶电力网对发电机的控制需求的同时,实现了船舶柴油发电机组单独稳定运行或者相互耦合运行。     

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.     

轴带发电机逆变器并联运行控制策略

燃料消耗成本占船舶运行总成本一半以上,为有效降低船舶运行成本,可通过采用安装多台轴带发电机的方式提高燃料利用率,满足船舶的电力需求。多台轴带发电机的并联运行需采用逆变器并联运行控制系统予以实现,保证轴带发电机逆变器输出相同的幅值、相位和频率,消除逆变器并联产生的环流干扰影响。本文分析了逆变器并联运行控制的4种策略,研究了适用于轴带发电机逆变器并联运行控制的策略,提高轴带发电机并联运行控制效果。     

一种船舶推进同步电机矢量控制方法

轴带电机用于船舶推进是轴带发电机/电动机助推系统的一大特色.这种电力推进提高了船舶的可靠性、安全性和机动性.根据轴带发电机/电动机助推系统的应用和系统特性,在PTI模式下采用同步电机矢量控制方法使系统控制性能达到最优.运用工程软件MATLAB对系统进行了建模与仿真.仿真结果表明:该控制方法具有良好的动态性能和稳定性.     

基于DSP的船舶轴带发电机逆变器并联运行控制策略

随着船舶向低耗能、低运行成本方向发展,轴带发电机在现代船舶中得到广泛应用。轴带发电机是以船舶主机为动力,没有其他燃料消耗,因此轴带发电机可以降低船舶的能源消耗、极大地减少了船舶的维护费用。为了能够正常的给船舶提供电力,可以将多个轴带发电机安装在船舶上,并且进行并行运行,这样可以为船舶提供稳定的电力。本文基于DSP处理器,研究了船舶轴带发电机逆变器并联运行控制策略,这对于我国轴带发电机的进一步发展有着重要的指导作用。     

SINAMICS能量回馈节能技术在船舶轴带发电中的应用

针对船舶轴带发电控制和并网的难点,提出了基于SINAMICS的船舶轴带发电能量回馈节能技术.将主机同轴的轴带发电机经SINAMICS的整流-逆变和模型参考自适应技术,克服主机转速扰动和轴带电机转矩脉动的影响,实现能量双向流动和馈电并网质量管理.建立了轴带发电系统实物仿真模型,结果表明,SINAMICS船舶轴带发电具有极高的电压稳定性和较高的经济性与可靠性.     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

基于全控型PWM变流器的船舶轴带发电机系统研究

传统的以半控型晶闸管逆变的轴带发电机控制系统较简单,但存在对船舶电能质量影响大,负载适应能力差,且需要依靠同步发电机补偿无功等缺点.本文介绍了一种新型的轴带发电机控制模式,利用全控型PWM整流器的四象限运行功能,对功率进行解耦控制,实现有功控制,无功补偿.对整个系统的主电路与控制方案进行了仿真研究,结果表明,这种新的轴带发电机控制能够克服原有系统的不足,具有充分的可行性与较大的优越性.     

基于双PWM变换器的轴带发电系统控制策略研究

本文提出了一种由双PWM变换器构成的新型轴带发电系统控制策略,其整流侧将轴带发电机发出的电压、频率变化的交流电变换为直流电;逆变侧采用虚拟同步发电机控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性和电气、机械特性,保证该轴带发电系统能与常规的柴油发电机组长期稳定并联运行。在MATLAB/Simulink环境下搭建了该新型轴带发电系统的仿真模型,对其与柴油发电机组的并联运行进行了模拟,对模型中转动惯量对系统的影响进行了分析,验证了该控制策略的可行性。     

船用轴带发电机的温度场分析研究

轴带发电机的性能和可靠性直接影响船舶电力系统的稳定运行。从对流换热和传热数学模型入手,对一台轴带发电机的发热问题展开深入研究。构建电机三维流热耦合场数值计算模型,计算了电机本体流热耦合场,通过样机试验验证了模型和计算方法的正确性。研究电机内部结构对温度分布的影响,为轴带发电机的散热结构优化设计提供了技术支持。     

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。     

具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁设计

为改善船舶电力系统的稳定性能,提出了在具有自动电压调节器的船舶发电机励磁系统的基础上,加入电力系统稳定器的新方法.电力系统稳定器是通过进一步控制发电机励磁系统提高电力系统稳定性能.电力系统稳定器的信号输入采用了转速、频率或电功率,从而提高了系统的阻尼,这是一种提高小信号稳定性能行之有效的方法.通过对具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁系统稳定性的分析和仿真,得到了比较满意的效果.     

船舶与岸电并网控制策略研究

岸电与靠港船舶并网控制技术是岸电的核心技术之一,能够实现岸电向船舶的不间断和稳定供电。针对传统岸电控制策略频率稳定性差和不能接受船舶能量管理系统调度的缺点,文章提出了一种基于改进下垂控制的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器在具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步柴油发电机转子的惯性。岸电通过并网预同步控制与船舶电网并网,不会产生大的电流冲击。通过改进下垂控制能够有效提升并网后电压和频率的稳定性,提高船舶电网的电能质量,且能够接受船舶能量管理系统的调度。通过仿真试验,并与传统下垂控制策略进行对比,结果验证了改进下垂控制策略的有效性。     

基于串口通讯的船舶轴功率测试分析系统开发研究

文章介绍了一种船舶轴功率测试系统的组成、原理和软件实现。轴功率测试仪采用了遥测应变测量技术,可动态测量轴系的轴功率。通过实船测试验证了该轴功率测量系统的准确性和可靠性,测量精度满足实船轴功率测量的技术要求。