一种适用于舰船综合电力推进系统的对称混合五电平拓扑及其控制策略

为了满足舰船中压直流综合电力推进系统对中压大容量推进变频器的需求,本文提出了一种适用于多相开绕组电机的对称混合五电平拓扑,每一相电路均由一个高频DC/DC单元和一个高压H桥单元组成。介绍了其工作原理和调制方法,针对其母线中点电压平衡问题,提出了一种微调PWM脉冲占空比的中点电压平衡控制方法。仿真结果表明该拓扑及其控制方法正确、有效。     

三电平中点电压平衡PWM控制策略研究

多电平PWM控制技术是多电平变换器研究的核心内容之一。基于传统两电平PWM技术的研究经验,经过近十几年的发展,多电平PWM控制技术己形成了几类不同的实现方法,同时新的控制方法还在涌现。但一直以来多电平的电压平衡控制就是研究的热点。本文提出了两种基于三电平SVPWM的中点电压平衡控制方法,详细介绍了每种算法的具体操作过程,并给出了改进的思路。     

三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

一种新型H桥五电平有源中点钳位逆变器控制策略

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;对于母线中点电位平衡控制问题,提出了修正H桥左右桥臂参考波电压比例分配实现平衡控制,最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证所提控制策略的有效性。     

MMC子模块电容电压波动特性研究

模块化多电平变换器(MMC)中子模块的电容由于悬浮布置,当电容上流过电流时会对电容进行充放电,从而产生较大的电容电压波动。本文利用环流与电容电压波动之间的关系,通过计算低频环流大小,对子模块电容电压的低频波动和开关频率次的波动进行了研究。最后在Matlab中搭建仿真模型,通过仿真验证了推导结果的正确性。     

中压大功率三电平变流应用与研究

随着舰船动力系统向全电力推进的方向发展,中压大功率变流器在船舶电力推进和舰船电力系统中的应用越来越广泛。本文对比分析了工业领域大功率变流器主流拓扑方案的应用情况,指出在DC4 kV～6 kV范围的直流中压水平下,NPC型三电平变换拓扑是舰船大功率变流器的优选方案,介绍了当前NPC型三电平变流拓扑和调制控制技术的研究现状,分析了该技术在工程应用中面临的主要问题,并给出了工程指导建议。     

模块化多电平变换器的两种调制策略研究

调制策略是研究模块化多电平变换器(MMC)的基础,也是影响MMC输出特性的重要因素。本文研究分析了两种调制策略:载波移相调制和载波层叠调制的原理以及在MMC中的实现方法。通过在Matlab/Simulink平台上的仿真,验证了载波移相调制更利于MMC各子模块电容电压的均衡,并且能使MMC获得更好的谐波特性。     

模块化多电平变流器低频调速系统控制方法

  目的  模块化多电平变换器（MMC）因其独特的模块化特性和较低的开关频率等优点,在交流传动系统中表现出良好的调速性能。针对MMC在船舶中压低频工作模式下的子模块电容电压波动问题和传统高频注入法所导致的共模电压过大问题,提出一种适用于船舶电力推进系统的不对称全桥飞跨电容型MMC改进型拓扑。  方法  首先,介绍改进型电路拓扑的工作原理和低频工况下电容电压的波动缘由;然后,结合方波注入法与可设置截止频率的环流注入法,设计相应的控制方案;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建带有螺旋桨负载的6 kV/36 MW永磁同步推进电机模型,模拟船舶电力推进系统的分级正车启动工况。  结果  仿真结果表明：该方案可以将低频段电容电压的波动百分比由16%降低至8%以内,且无共模电压注入。  结论  研究成果可为船舶中压直流电力推进系统的变频器设计提供参考。     

喷水推进器与螺旋桨混合推进系统应用分析

结合南非海军3 500 t轻型护卫舰采用的喷水推进器和螺旋桨混合推进的典型案例,分析喷水推进器和螺旋桨混合推进的特点。说明喷水推进器和螺旋桨混合推进系统与柴油机、燃气轮机的联合使用可以有效发挥不同原动机和不同推进器的优点,使得这种推进方式既满足快速性,又满足经济性、隐身性和机动性多方面的要求。     

电力推进船舶综合平台系统研究

介绍了船舶电力推进系统的发展及其应用,提出了电力推进船舶综合平台系统,分析了该系统的组成及功能,研究了综合平台系统的关键技术,展望了电力推进船舶的未来发展趋势。     

船舶中压交流综合电力推进系统接地故障分析

为避免因接地故障而引起的电力系统过电压、设备损坏,需要对接地系统进行合理设计,设定合适的接地电流保护阈值。本文对船舶中压交流综合电力推进系统接地故障模式进行了分析,以实船为例,完成了中性点高阻接地装置的选型分析计算和验证。     

海洋工程船舶推进电动机要求分析

采用综合电力推进系统已成为船舶推进发展的趋势,推进电动机为综合电力推进系统重要设备之一,其性能的好坏直接影响整个船舶的性能。本文通过对海洋工程船舶推进电动机的基本要求和规范要求进行分析,为推进电动机的设计、制造提供参考。     

船用双电枢直流电力推进系统的稳定性研究

为了解决船用双电枢直流推进系统的稳定性问题,本文首先介绍一型具体的船舶直流电力推进系统数学模型,对系统模型进行了分析,并确定系统的最佳控制器模式。在计算仿真的基础上,确定控制器的具体参数,通过仿真及系统试验验证了系统的稳定性及控制器参数的合理性。     

船舶电力推进技术的发展

本文论述船舶电力推进的构成、优势。介绍了该技术在国内外的发展状况,及需进一步解决的关键技术。     

综合电力推进监测控制系统

主要介绍了一种综合电力推进的监控系统,详细论述了监控系统的结构、组成及控制功能。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

灯光围网渔船电力推进系统

本文介绍了渔船综合电力推进系统的概况,分别介绍了各个系统,包括供电系统、推进系统、功率管理系统、推进操控系统,渔船采用电力推进系统是未来发展方向。     

某中压交流电力推进系统变频器的设计论证

电力推进动力系统是船舶主推进系统的一个重要方向和发展趋势,变频器作为控制电机性能的关键设备,决定了其动态、稳态特性,并影响船体操纵性能。文章介绍了某5000吨级公务船的使命任务、船型构造和电力系统的组成,接着对12脉冲变频器和AFE变频器的原理进行了阐述,最后从设备配置、成本价格、谐波控制和可靠性的角度分析了两者的差异,结合本船实际情况选择了AFE变频器。对于电力推进船舶主推进系统的设计具有一定的参考价值。