一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

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。     

横向磁场永磁推进电机控制器设计

随着舰船综合电力技术的发展,对舰船推进电机的要求也日益提高。当前研究热点着力于高功率密度和高转矩密度,横向磁场永磁推动电机以其特有的新型拓扑结构解决了传统电机电阻结构和磁路结构制约功率密度的问题。本文根据横向磁场特性建立了永磁推进电机的数学模型,设计了直接转矩控制器,并建立了电机控制模型的框架。该控制器使用磁滞比较方法得到控制变量,并动态调节驱动电压实现对电机的直接转矩控制。仿真结果及实验证明,使用直接转矩控制器对横向磁场永磁推进机具有更高的暂态响应速度。     

应用于船舶的电力推进驱动装置设计

电力推进系统具有稳定性强、机动性好和推进功率高的特点,在船舶领域得到越来越多的应用。本文对电力推进系统的电力驱动模拟装置在船舶上的应用展开研究,对电力驱动装置的各个部件进行设计,并对推进电机采用的永磁同步电机控制方式进行研究。在直接转矩控制的基础上,采用空间矢量调制的直接转矩控制技术对其进行控制,并利用Matlab软件搭建仿真模型。仿真结果表明,采用空间电压矢量调制直接转矩控制方式可实现较快的响应速度和较高的稳定性。     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统仿真

针对船舶电力推进系统中采用传统直接转矩控制存在磁链和转矩脉动较大,以及速度传感器的使用降低了系统可靠性,增加了系统成本等问题.提出采用扩展卡尔曼滤波器精确估计电机的定子磁链和电机转速,间接估计转矩,从而实现永磁同步电机的无速度传感器直接转矩控制.保持了直接转矩控制的转矩快速响应和系统鲁棒性强的优点,降低磁链和转矩脉动,减小了系统因电机参数的变化和负载扰动带来的影响.仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的船舶电力推进系统具有良好的转速和转矩控制性能.     

船舶电力推进永磁同步电机SVM-DTC控制系统优化

针对船舶电力推进永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统存在较大转矩脉动问题,论文提出了一种基于双PI的空间矢量调制(SVM-DTC)直接转矩控制新策略。该控制策略通过空间矢量调制合成电压矢量,代替传统开关表与滞环比较器,采用两个PI调节器分别对电压矢量角度与幅值进行控制,在保持系统结构简单的基础上,显著地减小转矩脉动,具有较强的鲁棒性,改善了船舶电力推进系统中永磁同步电机的稳态性能与动态性能,优化效果明显。仿真结果证实了该控制策略的有效性。     

全电力推进船舶光伏并网发电系统建模仿真

传统的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,工作过程稳定性差。为解决上述问题,设计了一种新的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,利用定子绕组和三相绕组分析全电力推进船舶光伏电网发电模式,根据光伏电池仿真电路计算发电机转矩和转速,通过计算结果设计全电力推进船舶光伏并网发电的数学模型。为验证模型效果,与传统模型进行实验对比,结果表明,设计的模型具有很强的稳定性,能够确保船舶电网高效稳定的运行,对于船舶行业发展有着很好的促进作用。     

舰船电力推进系统建模与稳定性研究

电力推进系统主要由发电机、配电器、驱动电机和螺旋桨等部件组成,相对于传统的燃油驱动系统,电力推进系统灵活性更高,稳定性也更好。本文研究的目标是提高舰船电力推进系统的稳定性,建立电力推进系统的各部件数学模型,设计了电力推进系统的电机稳定性控制器,并对伺服电机在瞬时冲击下的稳定性进行了仿真。     

电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的研究

传统判断方法无法判断多种舰船工况下,电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的问题,为此研究一种电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的判断方法。通过计算电动机元件的动态变化,得到电力推进系统中电动机的动态变化规律,然后使用凸极效应的迭代解法处理舰船电网的节点电压,得到舰船稳定电网电压矢量值,在保持电网稳定电压的运行下,计算得出二者之间的线性关系。实验结果表明:与传统判断方法相比,本文提出的判断方法,可以判断5种工况下电力推进系统与舰船电网稳定之间联系。     

基于SIMOTION吊舱式电力推进的应用研究

提出了基于SIMOTION的吊舱式电力推进系统。通过SIMOTION的硬件SINAMICS和软件SCOUT对吊舱式电力推进系统进行了组态与设计,应用直接转矩控制技术,获得精确和平滑的转速控制,最小的转矩脉动,以至最小的机械磨损。在实验室条件下,实现了基于SIMOTION的半潜船吊舱式电力推进半实物仿真。结果表明,SIMOTION吊舱式电力推进具有更高的可靠性和更好的动态性能。     

基于无速度传感器的船舶电力推进器直接转矩控制优化设计

针对普通船舶电力推进器直接转矩控制在系统运行过程中具有转矩脉动大的缺陷,采用基于空间矢量的方法进行调节补偿;针对普通的速度传感器存在的维修困难、安装不方便等方面的问题,运用无速度传感技术,采用基于MRAF的速度辨识方法并将改进后的技术应用到船舶电力推进系统中。通过Matlab仿真软件对改进后的推进系统进行仿真,结果表明改进后的船舶电力系统能够有效地减小谐波以及转矩脉动,辨识转速能有效的跟踪系统的实际转速,并且改进后的船舶电力系统动、静态性能也得到了较好改善。     

船舶柴油发电机转速控制系统设计

电力推进船舶通常采用柴油发电机组作为电力来源,通过电力驱动系统的电机。为了提高电力推进船舶的能源利用率,实现电力推进船舶的经济效益,针对船舶柴油机组的负载特性等进行柴油发电机的转速控制。本文首先建立柴油发电机的数学模型,结合柴发调速系统和PID控制技术,设计针对船舶柴油发电机的转速控制系统,并结合Matlab-Simulink平台进行了转速控制系统的仿真验证。     

交流整流型推进发电机在水面舰船电力推进中的应用及其特点

交流整流型推进发电机以其大容量、高转速、高效率、维护方便、动态性能好等优点逐渐取代了换向器型直流推进发电机。本文介绍该类型发电机在水面舰船电力推进中的应用概况以及电机设计与结构特点。     

舰船直流电力系统中电压变换装置的设计

在现代舰船中,全电力推动的舰船因其性能上的优势,正受到越来越多的研究。全电力推进系统的关键部分之一为直流电力系统,其性能和效率深刻影响着全动力推进系统的性能。然而,在直流电力系统研究中,传统的大功率电压变换装置效率低,可靠性差,不能满足现代舰船的要求。本文基于这项需求,设计出一款舰船直流电力系统中的电压变换装置,并对其关键技术进行突破,该电压变换装置具有高效率和高可靠性的特点。从测试结果看,本文设计的变换装置性能优越,易于推广使用。     

基于无速度传感器的船舶交流推进电机模糊直接转矩控制策略

基于直接转矩控制的普通电力推进船在低速航行时,船舶推进电机的转矩产生明显的周期性振动,为改善此问题,本文将模糊控制逻辑引入到推进电机调速系统中;同时针对电力推进船上速度传感器存在的维修、安装不方便等问题,引入无速度传感器技术。通过Matlab对改进系统进行仿真,结果表明改进后推进电机能够有效的减小转矩脉动,辨识后的转速能有效的跟踪系统的实际转速。     

遗传控制算法在舰船电机智能调速系统的参数整定研究

随着电力推进技术的逐渐成熟,交流推进电机在船舶工业领域的应用越来越广泛,目前装机最多的是三相交流异步电动机。为了提高舰船三相异步电机的工作效率和稳定性,对交流异步电动机的转速调节具有重要的意义。传统的交流异步电机调速技术有矢量控制法、转矩控制法等。本文基于遗传控制算法,设计一种新型的船舶电机智能调速系统,并对该智能调速系统的参数整定等问题进行研究。     

舰船推进电机设计发展展望

论述了舰船推进电机的发展概况及其主要设计要求和发展趋势，并介绍了舰船推进电机的关键技术和设计手段的发展，提出在舰船推进技术中，电力推进系统将逐步取代直接推进，交流电力推进系统将逐步取代直流电力推进系统，交流永磁电力推进系统势必成为最具竞争力的发展主流。     

基于矢量控制技术的舰船电力推进系统电机建模与仿真

电力推进系统作为一种新型的动力系统,目前在船舶领域获得了非常广泛的应用。船舶电力推进系统具有转矩高、调速方便、体积小等优点,本文主要针对舰船电力推进系统的三相同步电机控制技术进行研究,利用矢量控制技术建立了舰船永磁同步电动机的模型,并详细介绍了舰船永磁三相同步电机控制的原理。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统控制策略研究

为提高交流电力推进系统功率密度、降低成本,提出一种基于永磁推进电机的无变频器式交流电力推进系统。该系统取消了大功率变频器和减速齿轮箱,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机直连。通过控制原动机转速和发电机励磁电流实现对推进电机转速和系统运行状态的调节。建立了该电力推进系统的静态数学模型,提出了系统静态稳定性约束条件,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及负载转矩间的函数关系。为提高系统稳定裕度、提高推进效率及电机容量利用率,分别提出采用δ1+δ2=π/4、Isd2=0和cosθ=1三种控制策略,针对各控制策略和不同的电机参数匹配条件,推导了系统主要电气量与负载转矩间的函数关系。针对系统静态稳定性及各控制策略下系统运行特性开展了数字仿真研究,仿真结果验证了理论分析结果的准确性。     

基于滑模变结构的船用永磁同步电机直接转矩控制

电力推进在船舶动力系统中应用得越来越多,本文对船用永磁同步电机直接转矩控制进行仿真研究。针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不稳定等问题,将滑模变结构控制策略引入。设计转矩和磁链2个滑模控制器,取代传统直接转矩控制中的2个滞环比较器,再运用空间矢量脉宽调制方法,控制电机运行。仿真结果表明这种控制策略能有效减小传统直接转矩控制存在的磁链和转矩脉动,实现逆变器开关频率恒定,并且对系统参数变化及外界扰动具有鲁棒性强的优点。