船舶推进电机的优化控制方法研究

考虑船舶推进电机铁损的等值电路模型,首先运用数值计算的方法,计算出船舶推进电机在不同的负载以及不同的转速下所对应的最佳运行效率。然后对基于传统矢量变频的船舶控制方法进行相应改进,使推进电机能够在运行过程中始终保持最小的能量损耗,分析改进后控制方法的适用范围。最后将改进后的控制方法应用于船舶推进电机系统中并进行仿真研究,结果表明优化后的控制方法不仅具有提高船舶推进电机运行效率的优点,还具有改善船舶推进电机动态响应性能的优点。     

感应电机最大效率优化控制研究

在分析感应电机最大效率控制策略的基础上,提出了一种以定子电流励磁分量为控制变量,采用混合搜索模型来获得系统的最大效率运行点的方法.即系统进入稳态时,采用效率优化控制策略,通过电机损耗模型离线计算励磁电流设定值的下限,采用黄金分割法在已经缩小的范围内进行最佳励磁电流值搜索;而在负载或速度指令突然变化的动态过程中,励磁电流恢复到额定值.最后,以MATLAB对系统进行了仿真,并以数字信号处理器TMS320LF2407A为控制电路核心进行了实验研究.仿真和实验结果表明,该控制策略能够使矢量控制变频驱动感应电机运行效率明显提高,降低了电机损耗,并具有良好的动态响应性能.     

泥泵驱动方式、齿轮箱配置及负荷控制对泥泵特性的影响

柴油机和变频电机工作特性不同,造成实际泥泵特性曲线存在差别。分析柴油机和变频电机的设备特性,并研究变频电机驱动、柴油机单速比齿轮箱及多速比齿轮箱驱动、柴油机功率受限驱动等对泥泵性能的影响,从传动效率、调速范围、经济性及对各输送工况的适应性方面进行对比分析。结果表明,柴油机驱动的传动效率比变频电机驱动更高,变频电机驱动的调速范围比柴油机驱动更宽,中等排距工况时柴油机能提供更大的功率,变频电机驱动系统的复杂程度、初始投资、能量利用率、安全性均较高。     

船舶推进电机的效率优化控制

利用考虑铁损的推进电机等值电路模型,通过数值计算方法寻找推进电机不同转速及负载下对应的最佳效率.改进了恒磁通的传统矢量变频控制方法,以实现电机最小能量损耗;探讨了节能运行控制方法的适用范围.仿真实验数据表明,改进后的控制方法可在相当宽广的运行区域内提高电机的运行效率,并保证系统不损失动态响应特性.     

船用主海水泵变频控制系统设计

传统的船用主海水泵常常效率低下,在高负荷运行时,会面临着供水不足等问题,而为了能够改善能效利用效率,同时提升电机设备的使用寿命,本文对船舶主海水泵的变频控制系统进行了深入的研究,首先对海水泵的主电机系统进行了数学建模,并设计了一种新型的变频控制技术,能够同时对3个主电机进行独立的变频控制,进一步改善了控制效能。最后通过Matlab/Simulink软件设计了仿真系统,对人机操作界面进行了优化。     

基于PSCAD的三相永磁同步推进电机建模

为了在电磁暂态仿真软件PSCAD中对三相永磁推进电机进行仿真分析,针对PSCAD自带模型不含转子运动方程的不足,采用隐式梯形法在PSCAD中建立三相永磁同步推进电机的仿真模型,通过与自带模型对比仿真,验证所建模型的正确性,在此基础上对采用脉宽调制变频调速的永磁推进系统动态调速过程进行了仿真分析,为永磁推进深入研究及后续多相永磁电机建模奠定了基础。     

谐波电流注入式五相永磁电机变频控制系统的设计

谐波电流注入式多相永磁电机的综合性能高,可在舰船电力推进领域得到广泛应用。本文对该电机变频控制系统的设计进行分析,建立电机的数学模型,确定变频控制系统的控制方法和电流分配策略。仿真分析结果表明了方法和策略的可行性。     

永磁电机电磁计算

本文采用有限元法,运用场--路结合方法进行电磁设计计算,验证电机结构参数的合理性.利用电机的周期性和齿槽结构的重复性,采用简化计算的方法即只计算一个槽距范围,对得到的结果数据进行数据扩展,得到电机转子转过一对磁极范围的数据,可使计算速度提高几十倍.用上述计算方法设计计算了兆瓦级船舶交流永磁推进电机,各种参数计算值与实验结果相比基本相符,能够满足设计的精度要求.     

冰载荷电力推进轴系扭转振动研究

以船舶混合动力推进轴系的电力推进模式为研究对象,建立轴系扭转振动数学模型,重点讨论了电力推进轴系冰载荷激励力矩和推进电机的阶次振动激励力矩对轴系扭转振动的影响。采用应变法对实际船舶推进轴系进行扭转振动测试,将推进轴系的测试值与理论计算值进行比对分析,验证了文中建立的推进轴系数学模型和应变测试方法的正确性。     

双馈变频供电的电力推进系统研究

文章提出了一种由双馈发电机提供变频电源,驱动变频电机的电力推进系统。该系统通过对双馈发电机转子励磁,产生变压变频电源驱动电机调速运行。由于双馈发电机转子侧只需提供转差功率,使得变频器的容量较小,可以在一定程度上缓解电力推进对变频器容量需求较高的问题。文章给出了电力推进系统的结构框架,建立了系统的数学模型,并根据所建立的数学模型,利用MATLAB对其进行了仿真分析,验证了此电力推进系统变频调速的可行性。     

混合动力推进轴系扭转振动研究

文章对混合动力推进轴系特点进行分析,采用集总参数法建立轴系扭转振动数学模型及其振动方程。着重讨论了混合动力推进轴系并车相位角和电机激励对轴系扭转振动的影响以及自主开发的振动测试系统。以混合动力推进轴系试验台架为基础,将台架测试值与理论计算值进行对比分析,验证了混合动力推进轴系数学模型和方法的正确性。     

6OOO t/h装船机电控系统设计

某物流公司的6000t/h装船机采用了技术先进的控制系统。该机传动部分主要由检测单元、保护单元、变频逆变器和交流变频电机组成;控制部分由PLC、工业总线和Profibus-DP组成。各机构采用变频电机,实现了从零到最大转速下的无级调速,使装船机操作平稳,有利于装卸作业的准确定位,同时可大大减少起制动过程中的冲击,提高作业效率。     

变频信号的频谱分析方法

由于电磁干扰测量接收机主要是针对稳态信号进行测量,无法有效地测量高速直线电机变频信号产生的低频电磁干扰。本文提出了曲线拟合、短时FFT和模拟接收机等三种变频信号频谱特性的分析方法,并给出了三种频谱分析方法的特点及适用情况。     

船舶永磁同步推进电机的优化I/f起动控制方法

为解决高转矩与高转动惯量的船舶推进电机在开环I/f控制中转速和转矩波动大、电机易失步、效率低的问题,提出一种I/f控制改进方法。通过建立转矩角观测器,调节给定电流矢量的幅值,使其跟随负载转矩变化,提高系统鲁棒性。同时,将电机运行状态推进至接近最大转矩电流比状态,提高电机的运行效率;通过瞬时有功功率调节电流矢量的角速度,降低电磁转矩波动,加快电机的转速收敛过程。最后,在Matlab/Simulink中进行仿真实验,实验结果表明该方法可以显著提高推进电机运行效率和稳定性。     

基于不对称全桥型MMC的船舶永磁电机推进系统仿真

为优化中压推进电机调速性能,利用模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为推进电机变频器。采用不对称全桥型子模块拓扑,并设计相应的不对称全桥型MMC电机变频调速系统应用于船舶电推系统。在Matlab/Simulink环境下,分析船舶在不同工况下的螺旋桨工作特性以及不对称全桥型MMC调速性能。仿真结果表明,不对称全桥型MMC应用于船舶推进电机调速系统具有良好的控制精度及动态响应能力,采用分级运行模式对推进系统进行启动、停车以及倒车过程,可以减缓MMC电容电压波动,提高系统工作性能。     

变频异步电机振动试验研究

变频供电低速异步推进电机振动激励源较为复杂。本文针对变频供电异步电机,开展了恒压频比调速、额定频率调压、风机接入与否,突然断电停机、堵转试验以及滤波器接入前后,电机底脚振动加速度变化的试验研究,通过对结果的对比分析,获得电机激振源的分离方法及主要参数对电机振动影响的规律,为电机振动噪声源的识别和分离提供帮助。     

基于ANSYS软件计算电机结构模态

有限元计算是获取电机模态的有效方法。基于ANSYS软件,为简化问题以电机端盖为例,通过建模、加载和求解、扩展模态以及查看结果求得电机端盖模态,并将计算结果与锤击法测量的模态比较,验证有限元计算的正确性和可行性。建模时,对模型进行必要的优化,尽量采用整齐对称、均匀顺滑的网格划分模型,确保求解的精确性。     

一种分析同步电机阻尼绕组中感应电流的方法

精确测定同步电机阻尼绕组感应电流参数具有重要意义。采用现有的参数计算方法之一的有限元(FET)电磁计算方法与本文采用的测量方法对一台6kW同步电机的阻尼绕组感应电流在电机稳态和震荡时分别进行了计算。对实验测量和计算的结果进行对比并利用快速傅利叶(FFT)算法工具对其作频谱分析,证明了所采用的测量方法更为直观简单且准确可靠。     

船舶中央冷却水系统变频水泵流量特性

针对船舶中央冷却水系统变频水泵切换效率低、能耗大及流量波动变化等问题,深入研究2350TEU集装箱船在各种负荷变化和海水环境温度变化时的变频泵调速流量特性,分析变频水泵在单泵、双泵2种状态切换时的流量特性、效率特性和功率特性,计算水泵变频切换时的最佳转速与流量。结果表明:实现单双泵无扰动切换,可减少切换时流量产生波动对止回阀的冲击,提高变频泵的工作效率,降低系统能耗,为船舶中央冷却水节能控制系统设计提供理论支持。     

6OOO t/h装船机电控系统设计

某物流公司的6000 t/h装船机采用了技术先进的控制系统.该机传动部分主要由检测单元、保护单元、变频逆变器和交流变频电机组成；控制部分由PLC、工业总线和Profibus-DP组成.各机构采用变频电机,实现了从零到最大转速下的无级调速,使装船机操作平稳,有利于装卸作业的准确定位,同时可大大减少起制动过程中的冲击,提高作业效率.臂架皮带机采用变频传动控制,使电动机以转矩控制模式运行,既可满足装船机的工艺要求,又可节能,还可以反馈一定的皮带磨损情况信息.