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。     

翻车机变频器和PLC控制系统升级改造

为解决神华黄骅港务有限责任公司一、二期翻车机系统变频器和PLC控制系统老化导致作业效率低下的问题,采用西门子S120系列变频器和罗克韦尔公司Logix5000系列可编程控制器对原有6SE70系列变频器和PLC5控制系统进行整体改造和升级。新的翻车机变频器采用模块化设计,整流单元采用双冗余结构,逆变单元采用"一拖一"结构,实现整流单元的互备功能和逆变单元的投/切功能。在翻车机主、从逆变单元的基础上增加1台逆变单元作为备用,定位车和推车机逆变单元采用非"主-从"控制模式,PLC控制系统采用基于以太网环形网络的拓扑结构。升级改造后,翻车机系统的稳定性、可靠性和运行效率都有较大提升,且模块化设计使系统维护更加简便。     

国外大功率船用推进变频器的发展状况

舰船电力推进是一个重要发展方向,在电力推进系统中,调速变频器是决定电机控制性能的关键技术.本文介绍了国外船用变频器的主要类型、结构、所用器件及控制技术,指出了船用中压大功率推进变频器的发展趋势.     

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。     

船用电力推进系统整流模块主回路结构设计

介绍了一种使用晶闸管模块的大功率船用电力推进系统12脉整流模块主回路结构。利用大功率串联桥非同相逆并联连接技术的原理,设计出适用于大功率船用电力推进系统的12脉串联桥整流装置主回路结构,并与利用相同原理设计出的12脉单体晶闸管整流装置的主回路结构进行了比较分析,验证了新设计方法的先进性。     

岸基船用变频供电系统谐波抑制方法研究

由变频器产生的谐波问题在岸基船用变频供电系统中日益突出。通过对变频器输入电流的谐波分析,提出多相整流的谐波抑制方案,并在电源端或负载端接入无源电力滤波器,实现电力系统稳态下的电力谐波抑制或补偿。岸基船用变频供电系统实际应用效果良好,有很好的推广前景。     

电力电子主回路设计技术及控制策略技术研究

以高性能中频电源系统作为研究载体,深入研究了电力电子主回路设计技术及控制策略技术,重点研究了电力电子领域中逆变技术,对逆变器的主回路拓扑结构、逆变器控制技术等进行了详细的分析.     

渔业科考船电力推进系统概述与分析

介绍了船舶推进的两种方式:常规机械直接推进与电力推进。指出电力推进系统在渔业科考船应用的优势。分析了电力推进系统中两种类型变频器的工作原理:DFE整流前端变频器和AFE整流前端变频器,并进行了性能比较。认为AFE系统体积重量更有优势,DFE系统具有成本优势。     

10kV中压直流电力推进变频器拓扑与控制策略

为了满足10 kV舰船中压直流综合电力推进系统对于高效率、高功率密度中压推进变频器的需求,本文分析了现有多电平拓扑的特性与适应性,提出了两种适用于开绕组多相电机的10kV推进变频器拓扑结构:五电平有源中点箝位(ANPC)/H桥拓扑以及对称混合九电平拓扑。两种拓扑结构使用的悬浮电容和开关器件数量完全相等。本文分析了这两种拓扑的工作原理和调制策略,分别建立了开关函数模型,并得出了母线中点电压和悬浮电容电压在理想情况下均可保持自平衡的结论。分别搭建了这两种拓扑的小功率样机并进行了实验验证。     

船用推进变频器冷却系统设计仿真及应用研究

推进变频器的冷却系统设计好坏直接关系到船舶电力推进系统运行的稳定性和可靠性。本文设计了一种船用推进变频器冷却方案，并进行了热计算和仿真。计算和仿真结果显示运用此冷却方案变频器各部分温升均不超过使用限制，完全满足变频器船用要求。将此冷却方案应用到了产品上，各项指标正常，此变频器冷却系统工程设计及应用具有理论意义和参考价值。     

一种直流配电系统电磁兼容性分析及试验

分析一种舰船直流配电系统组成及其电力电子变流装置电磁干扰,针对逆变器和整流器产生的高频干扰,设计上采取改善开关导通条件和安装滤波器等抑制措施,系统按照GJB151A进行了电磁兼容性试验,并对具体问题完成整改,满足指标要求。     

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。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标.为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难.利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0-2π有规律往返.最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制.     

舰船电力推进用发电机/电机驱动器集成优化

基于多级脉宽调制技术的电机驱动器有着高质量的功率输出,加之永磁电动机和先进感应电动机技术使舰船全电力推进得以实现。系统的输入电源通常会选择常规的工频三相交流同步发电机组,然而事实上突破该限制会给推进系统带来更多的好处。发电机和电机驱动器之间的最优化设计会使电力推进系统受益匪浅。本文对使用高频率、高转速、多相和集成整流器的发电机性能和布置优势进行了描述,各种发电机的优化设计使得电力推进系统在尺寸、重量和效率上都得到了重大的改进。     

海洋石油模块钻机电力系统谐波分析与治理

由于大功率电力电子元件的快速发展,变频调速在海洋石油工程中也开始成熟的应用,随之在海洋工程项目的设计中必须注意大功率电力电子器件应用所带来的谐波的影响。我们在设计过程中积累了一些关于谐波的实践经验,文章由海洋石油模块钻机系统谐波的产生及影响入手,对工程设计项目中谐波的治理方案进行分析和对比。     

船用推进变频调速装置保护技术研究

推进变频调速装置是船用电力推进系统关键组成部分,一旦损坏不能正常运行,将导致全船整个推进系统瘫痪,失去前进动力。基于推进变频调速装置在船用电力推进系统中的重要使命,本文针对船用变频调速装置可能存在的故障类型进行了分析,提出了相应故障类型的保护要求,给出了保护方法,并对关键保护技术进行了试验验证。试验结果满足设计要求,证明了保护方法的可实现与有效,提高了船用动力系统的可靠性,具有较高的理论研究价值和工程应用价值。     

海洋工程船推进电动机的启动方式探讨

结合武昌船舶重工有限责任公司制造的一系列海洋工程船的推进装置电动机的启动方案,总结船用交流大功率电动机的启动方式,比较自耦变压器、软启动和变频启动方式的优缺点及应用范围。     

关于船用变频电缆的探讨

变频驱动设备在海洋工程和船舶装备上大量应用,促使配套的变频器专用电缆也快速发展。文章针对船用变频电缆在应用中存在的各种问题,对船用变频电缆的结构、关键性能、电缆敷设等进行了探讨,阐述了各型结构在选型中的优劣、电缆绝缘耐压性能、接地导体和屏蔽性能指标要求,以及电缆敷设中的屏蔽和接地线的接地工艺。     

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。