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。     

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.     

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。     

某型船用PTI-PTO模式轴带无刷同步发电机测试

针对某型船用PTI-PTO模式轴带无刷同步发电机（轴带电机）的检测工作，制定了测试方案。通过了解轴带电机应用背景，分析其机械和电气结构特点，研究其不同模式下控制原理，在《钢质海船入级规范》相关要求的基础上，制定并优化了测试方案。优化的测试方案可执行，并验证了轴带电机能够在恒功率因数控制方式、恒压控制方式下正常运行。测试结果表明，轴带电机性能满足“规范”对电动机、发电机的相关要求。研究提出的轴带电机测试方案，对船用PTI-PTO模式电机出厂测试具有实际指导意义。     

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。     

基于船用异步轴带电机的锂电池充电技术研究

为降低船舶污染物排放量,实现“绿色船舶”,使用动力电池和推进电机为船舶提供动力。本文分析了船用异步轴带电机的使用原理,研究了使用轴带电机给锂电池充电的控制技术。提出了一种分段式锂电池稳定充电策略。最后使用仿真和试验的手段,从多个角度验证了该充电技术的有效性和稳定性。     

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。     

空间电压矢量最优化选取的新方法

本文研究了空间电压矢量选取的一般方法,提出一种新的研究方法--MMF等效法,这种新的方法能推广到n相电机控制中,它是从电机学的角度进行分析,在电压逆变器控制多相电机过程中,该方法通过电压分频和绕组转换,使转换前后的MMF保持不变,然后将通过逆变器开关组合得到的各个电压值沿各自电压方向合成,通过合成更简洁地得到一组理想的电压矢量,并与一般选取方法采用矢量分解投影得到的结果相吻合.     

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...     

具有中点电位平衡的船用变频器三电平SVPWM过调制技术

二极管钳位型三电平电压源逆变器在过调制区由于小矢量作用时间迅速减小为0,只有中矢量及大矢量输出,常规的过调制策略容易引起中点电位偏移与波动。并且由于常规过调制采用最小相角误差方法,导致较大幅值偏差。本文提出一种新的三电平电压源逆变器过调制方法,该方法利用小矢量调节中点电位,当小矢量作用时间减小为0之后,只选择大矢量输出,大大降低中点电位偏移与波动,同时增加输出电压幅值,使其与参考电压保持一致。仿真结果表明所提出方法的有效性和可行性。     

具有中点电位平衡的船用变频器三电平SVPWM过调制技术

二极管钳位型三电平电压源逆变器在过调制区由于小矢量作用时间迅速减小为0,只有中矢量及大矢量输出,常规的过调制策略容易引起中点电位偏移与波动.并且由于常规过调制采用最小相角误差方法,导致较大幅值偏差.本文提出一种新的三电平电压源逆变器过调制方法,该方法利用小矢量调节中点电位,当小矢量作用时间减小为0之后,只选择大矢量输出,大大降低中点电位偏移与波动,同时增加输出电压幅值,使其与参考电压保持一致.仿真结果表明所提出方法的有效性和可行性.     

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.     

船用永磁推进电机系统矢量控制及调制策略研究

随着机械自动化控制技术的进步,船舶中的推进电机在性能输出和智能控制上已经取得长足的发展。各种先进的大功率推进电机已经在船舶动力系统中获得了应用。本文分析永磁推进电机的结构特点,构建在静态和动态坐标系中的电动力学模型,并就控制系统中的矢量控制策略和模型进行研究。设计脉宽调制系统,并成功应用在逆变器的控制中。在Matlab/Simulink仿真环境中设计各种系统模块,通过模拟推进控制平台,对输出电压的脉宽调制性能进行测试。     

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。     

基于PWM的港作拖船绞缆机调速控制

为提高轮驳作业效率,采用旋转坐标系下的电机数学模型、三相电压型PWM变流器的数学模型和仿真工具对船用绞缆机的调速控制系统进行分析和优化。在采用PWM方式对电动式绞缆机分析研究的基础上,以鼠笼式三相感应电机为研究对象,采用三相电压型PWM变流器作为电机的电源变换模块实现船用绞缆机的转速控制,并利用MATLAB 2010b仿真软件进行结果验证。仿真结果验证模型有效性,电机调速过程平滑、效果好,对船用绞缆机能起到较好的控制效果。     

变频调速装置dv/dt滤波器设计

电力推进系统中采用变频调速装置供电时,PWM逆变器直接驱动电机会产生较高dv/dt电压,特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端产生两倍以上的过电压,加速电动机绝缘老化,缩短使用寿命。本文在理论分析的基础上,提出了H桥逆变器、全桥逆变器dv/dt滤波器的设计方法,给出了设计实例,仿真与试验结果验证了设计方法正确性与有效性。     

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。     

长电缆对高压变频器输出影响的研究

在电压源型逆变器系统中，变频器输出的电压具有陡上升沿或下降沿脉冲，它会在电动机的接线端子以及绕组上产生过电压、谓电流、轴承电流以及大量电磁干扰；由于PWM逆变器不可避免地会产生共模电压，且电机中存在寄生电容，共模电压会通过寄生电容而产生轴电压，尤其是当电机与逆变器问存在较长电缆时，这种过电压会加倍作用在电动机接线端，过早损伤电机绕组匝间绝缘，为有效抑制高频dv／dt、共模电压、轴承电压和轴承电流，本文基于6000V／2250kW的电机和滤波器的拓扑结构，利用MATLAB的Simulink环境，对不同长度的电缆给系统所造成的影响进行了仿真研究。     

船舶电力永磁同步推进电机空间电压矢量DTC

为能更好地控制船舶推进电机的动态和静态性能,在传统直接转矩控制的基础上提出基于空间矢量调制的直接转矩控制算法。通过空间矢量控制、磁链控制和转矩控制,介绍空间矢量调制直接转矩控制算法的基本原理;结合船舶永磁同步推进电机的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的仿真模型;结合试验电机参数,对船舶的额定负载起动性能、转速转矩突变及低速性能进行仿真分析。仿真结果表明,基于空间矢量调制的直接转矩控制技术在船舶电力推进系统中具有良好的调速、调矩和低速性能,能很好地满足船舶电力推进系统的需求。通过搭建基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制硬件试验平台,进一步验证基于空间电压矢量的直接转矩控制策略的正确性和可行性。     

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。