浮动频压节能技术在船舶电力系统中应用的可行性分析

浮动频压节能技术是指将交流电机的输入电压和频率按一定比例减少使电机的工作电流下降达到节能的目的.船舶应用最普遍的电力拖动机械是电动离心泵,其节能效果直接影响到船舶的节能效益.理论分析可知,电机的电压/频率下降10％,其温升、转矩等参数未明显改变,即对电机的安全运行不会造成影响.对离心泵的性能影响也在可承受的范围内.电动离心泵浮动频压节能实验数据显示：频率从50Hz下降到46Hz（下降率8％）,电机节能率达到7.1％,而离心泵的流量下降率在20％以内.实验结果表明,浮动频压节能技术在船舶节能方面有广泛的应用前景.     

吊舱推进器温升试验方法设计研究

本文介绍了吊舱推进器功率密度高、节省舱室空间的优势,指出了推进电机温升水平直接决定了吊舱推进器性能优劣。推进电机温升主要来自绕组线圈发热、推力轴承摩擦发热和支承轴承摩擦发热,并且受试验环境影响。如何求解绕组温升、推力轴承温升、支承轴承温升与试验环境关系,关系吊舱推进器试验设计成功与否。本文从推进电机发热与试验环境热交换的耦合关系建立温升数学模型,得到推进电机和试验环境的稳定温度,为合理、科学的试验环境设计提供理论依据。同时,通过2MW吊舱推进器动态加载试验对分析模型进行验证。     

基于虚拟仪器的船舶电机测试与监测系统

以虚拟仪器技术构建了电机测试与监测系统平台,给出相关的硬件实现和软件设计流程,实现了多路电压与电流的数据采集、数据管理, 并根据相关理论和所测得电压和电流信号的相关参数计算出电机的输入功率、功率因数等其他物理量,实现了实时数据监测.试验结果表明,测试效果良好,验证了测试与监测系统的可行性和有效性.     

基于级联DAB中压高可靠直流变压器的零回流功率调制策略

本文针对基于级联DAB结构的中压高可靠直流变压器拓扑结构,提出了一种零回流功率调制策略.当输入侧直流母线电压波动时,此策略通过调节高压侧H桥的开关管驱动信号占空比,实现不同输入电压波动时高低压直流电压变比与中频变压器变比的匹配.并通过维持低压侧H桥的输出电压占空比与高压侧电压输出占空比的一致性,同时调节高压侧与低压侧H桥的移相角,实现不同功率条件下的零回流功率.可有效降低高可靠直流变压器损耗,提高运行效率.通过零回流功率调制策略与其他两种调制策略的理论分析与仿真对比,验证了零回流功率调制策略的优越性.     

SVPWM调制波的建模与仿真

本文分析了SVPWM调制技术原理,并介绍一种基于动态零矢量的调制方法 AZSPWM,利用MATLAB对两种调制方法控制下的三相电压型逆变器进行了建模。通过软件仿真,验证了SVPWM调制方法可以提高输入电压利用率,AZSPWM在此基础上可以降低共模电压。并在基于TMS320F28335的DSP芯片上进行了实验验证。     

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。     

大功率永磁电机温度场数值计算及实测对比

温升是考核发电机的一个重要指标。本文首先对常用的几种电机温升计算方法进行了介绍;再以金风科技股份有限公司自主研发的3MW永磁同步发电机为实例,分别采用热路法和有限元方法对其在额定负载条件下的温度场进行了计算,对比误差在5％以内;同时,在3MW电机试验平台上进行了温升试验,将热路法计算结果与实测数据进行了对比,误差也在允许范围内。相比有限元方法,热路法计算温度场的准确性可以接受,同时大大减少计算量与计算难度,可作为永磁电机前期温升设计的校核方法。     

表贴式永磁同步电机对称稳态运行仿真研究

表贴式永磁电机阻抗小对输入电压十分敏感,为此需要得到足够准确的电压值才能进行电压源激励下的仿真研究。传统相量图需要较准确的电机模型及参数才能获得端口电压。为此,本文提出一种基于端口等效电路的相量图的有限元稳态仿真方法。该方法仅需计算定子电阻和端部漏感参数,然后采用电流源激励二分法获取较准确的输入电压,并通过时域有限元进行仿真验证。     

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.     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。