船舶轴带双馈机组变速恒频控制器设计与系统仿真研究

发布时间：2017-12-13 12:19

  本文关键词：船舶轴带双馈机组变速恒频控制器设计与系统仿真研究

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【摘要】：船舶轴带电机不仅可以利用船舶主机的剩余功率发电，降低船舶运营成本，还可以电动运行，作为辅助动力推进或独立推进，提高了船舶运行的可靠性。 船舶航行中，主机转速通常是变动的，传统的转速补偿型技术方案通过机械装置来补偿转速，通常效率不高且适应的转速变化范围有限；而频率补偿型方案利用现代电力电子技术来补偿频率，效率更高，适应的转速变化范围更大，且控制更加方便。频率补偿型方案先后出现了变流机组型、可控硅逆变器加同步调相机型、全功率全控变流器型和双馈电机型等多种形式。其中，，全功率全控变流器型和双馈电机型式是目前的研究热点，而双馈电机型式具有性价比高、工况切换方便等优点，本文开展双馈电机型轴带方案研究，把变速恒频装置控制器的设计及轴带双馈机组的系统仿真作为研究重点。 双馈电机结构上转子上电压幅值、相位、频率的全控性能使得它非常适合于变转速的运行环境，易实现机电系统的柔性连接。而且由于变流设备在转子侧，只提供转差功率，使得变流器的容量更小、体积更轻、成本更低。本文揭示了双馈电机的基本运行特点及其与传统同步电机、异步电机的区别，分析了各自在应用中的优缺点。分析了其稳态运行时的功率流动关系，建立了双馈电机详细的动态数学模型，对比了两种不同的坐标变换技术，并在同步旋转坐标系下建立了双馈电机新的动态模型，对双馈电机的数学模型进行了标幺化。 研究了变速恒频装置在双馈电机控制系统中的主要功能，对两电平变流器中电网侧整流和电机侧逆变进行了分析，完成了对PWM整流电路原理及其控制的仿真。 对变速恒频控制器的硬件框架进行了详细设计，编写了软件控制程序，对变速恒频控制器进行了初步功能测试，测试结果表明控制器基本满足工程应用需求。 本文对双馈电机的矢量控制进行了详细研究，进行了磁链观测器的设计改进，简化了电机转子位置检测方法。设计了独立运行和并网运行时双馈电机发电工况的控制策略，分别建立了仿真模型并进行了仿真结果分析，验证了模型和控制策略的正确性。
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665.1

【参考文献】

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1 彭凌;李永东;柴建云;苑国锋;;独立运行的双馈异步轴带发电机矢量控制系统[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年07期

2 周苗生;孙旭东;柴建云;翟庆志;;整流型鼠笼异步风力发电机的电压控制[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年04期

3 田铭兴,励庆孚,王曙鸿;交流电机坐标变换理论的研究[J];西安交通大学学报;2002年06期

4 沈飘飘;粟梅;;基于双级矩阵变换器的双馈电机控制[J];电子元器件应用;2010年09期

5 孙俊忠,马伟明,吴旭升,杨青,刘德志;3/12相双绕组发电机数学模型研究[J];中国电机工程学报;2003年01期

6 邓先明,姜建国;无刷双馈电机的工作原理及电磁设计[J];中国电机工程学报;2003年11期

7 刘其辉;贺益康;张建华;;并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究[J];中国电机工程学报;2006年23期

本文编号：1285135