PTO/PTI模式下船舶轴带无刷双馈电机的建模与控制
发布时间：2021-04-02 14:17
无刷双馈电机作为一种新型交流感应电机,取消了电刷和滑环结构,具有可靠性高、易维护、寿命长等优点,且其既可以作为发电机应用于变速恒频恒压发电领域又可作为电动机用于交流调速传动系统。因此,当其作为船舶轴带电机时,可以工作于PTO和PTI模式。目前其得不到广泛应用的主要原因除了自身结构设计还不是特别成熟外,还有各种先进控制策略的实用性问题。因此,研究无刷双馈电机的控制侧策略可以为其广泛应用提供理论基础,对船舶行业具有重要意义。所以,以无刷双馈电机为研究对象,分别针对PTO和PTI工作模式提出综合控制策略和基于SVPWM的直接转矩控制策略,在Simulink中建立仿真模型,进行不同工况下的仿真实验,验证所提控制策略的控制效果。首先介绍了无刷双馈电机的原型及发展,分析了定转子结构,在此基础上研究其运行机理,重点研究了发电状态和电动状态下不同转速时的功率平衡和流程关系。建立三相静止坐标系下无刷双馈电机的动态数学模型,并以此为基础,利用坐标变换得到两相旋转dq坐标系以及转子速坐标系下的数学模型。研究了双PWM变频器的基本原理,重点研究了PW侧变换器单位功率因数控制和能量双向流动原理,然后推导出PW侧...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械频率补偿轴带发电系统
3）PWM 变频控制轴带发电系统M 即脉宽调制技术，该系统使用 PWM 变频器替代了可控硅频率补系统中的 FCP，PWM 变频器通过控制 IGBT 的通断来控制输出的电输出电流的幅值和频率可通过控制输入电压的有效值和频率来改变步调相机。PWM 变频器系统原理如图 1-3 所示。
CC图 1-3 PWM 变频器原理图从图 1-3 可以看出，PWM 变频器由二极管组成的整流电路和 IGBT 组成变电路构成。轴带发电机输出的交流电经整流逆变后输出给滤波模块滤波输送给船舶电网。显然，相比于可控硅频率补偿轴带发电系统，该系统结简单，成本较低，有利于机舱布置，且谐波含量可以控制在 5%以内[23]。P控制轴带发电系统结构如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷双馈电机在发电和调速系统中的应用[J]. 智刚,徐升,郭佳. 电机技术. 2017(02)
[2]基于无刷双馈发电机的船舶独立发电系统励磁控制和性能分析[J]. 陈昕,王雪帆. 电工技术学报. 2017(03)
[3]轴带发电机在船舶电力能源系统中的应用[J]. 梁恩胜. 舰船科学技术. 2017(02)
[4]船舶轴带发电机转为推进电动机的功能实现[J]. 刘英杰. 船电技术. 2016(12)
[5]基于空间矢量调制的无刷双馈电机直接转矩控制[J]. 李冰,刘石,段琦玮. 煤矿机械. 2016(04)
[6]一种应用于船舶轴带同步发电机变流器系统的新型PWM整流控制策略[J]. 林珍君,黄声华,万山明. 中国电机工程学报. 2016(04)
[7]船舶轴带发电机发展综述及前景探究[J]. 秦俊峰,李凯. 钦州学院学报. 2015(08)
[8]船舶轴带发电机的应用及发展[J]. 王炳义. 船舶. 2015(03)
[9]基于双PWM变频器的交流调速技术探讨[J]. 李泽洪,陈明新. 价值工程. 2015(08)
[10]可作电动机使用的船舶轴带发电机及其运行状态切换方法[J]. 樊双英,岳跃进. 机电设备. 2015(02)
博士论文
[1]双PWM变频调速系统综合控制策略研究[D]. 肖雄.北京科技大学 2017
[2]无刷双馈电机独立发电系统控制方法研究[D]. 刘毅.华中科技大学 2015
[3]离网型双馈风力发电系统控制策略研究[D]. 郭旭东.中南大学 2013
[4]基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D]. 赵宏革.大连海事大学 2011
[5]无刷双馈电机的控制方法研究[D]. 黄守道.湖南大学 2005
硕士论文
[1]基于自抗扰技术的船舶永磁同步电机直接转矩控制策略研究[D]. 司宇航.武汉理工大学 2017
[2]船用轴带无刷双馈发电机优化设计与控制研究[D]. 程龙.大连海事大学 2016
[3]船用无刷双馈轴带发电系统控制研究[D]. 李恒玖.大连海事大学 2015
[4]船舶轴带无刷双馈电机控制算法研究[D]. 高举明.华中科技大学 2015
[5]船用双馈轴带变速恒频装置设计技术研究[D]. 李骁.中国舰船研究院 2015
[6]船用轴带无刷双馈发电系统的实用控制技术研究[D]. 葛启桢.中国舰船研究院 2015
[7]船舶轴带发电机方案评价体系的研究和应用[D]. 郭彦军.上海交通大学 2014
[8]船舶轴带式电站系统分析及可靠性预计[D]. 曹世超.大连海事大学 2013
[9]高性能无传感器永磁同步电机直接转矩控制[D]. 庞严杰.中南大学 2012
[10]无刷双馈电机直接转矩控制系统的优化[D]. 许永顺.太原理工大学 2012
本文编号：3115419
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械频率补偿轴带发电系统
3）PWM 变频控制轴带发电系统M 即脉宽调制技术，该系统使用 PWM 变频器替代了可控硅频率补系统中的 FCP，PWM 变频器通过控制 IGBT 的通断来控制输出的电输出电流的幅值和频率可通过控制输入电压的有效值和频率来改变步调相机。PWM 变频器系统原理如图 1-3 所示。
CC图 1-3 PWM 变频器原理图从图 1-3 可以看出，PWM 变频器由二极管组成的整流电路和 IGBT 组成变电路构成。轴带发电机输出的交流电经整流逆变后输出给滤波模块滤波输送给船舶电网。显然，相比于可控硅频率补偿轴带发电系统，该系统结简单，成本较低，有利于机舱布置，且谐波含量可以控制在 5%以内[23]。P控制轴带发电系统结构如图 1-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷双馈电机在发电和调速系统中的应用[J]. 智刚,徐升,郭佳. 电机技术. 2017(02)
[2]基于无刷双馈发电机的船舶独立发电系统励磁控制和性能分析[J]. 陈昕,王雪帆. 电工技术学报. 2017(03)
[3]轴带发电机在船舶电力能源系统中的应用[J]. 梁恩胜. 舰船科学技术. 2017(02)
[4]船舶轴带发电机转为推进电动机的功能实现[J]. 刘英杰. 船电技术. 2016(12)
[5]基于空间矢量调制的无刷双馈电机直接转矩控制[J]. 李冰,刘石,段琦玮. 煤矿机械. 2016(04)
[6]一种应用于船舶轴带同步发电机变流器系统的新型PWM整流控制策略[J]. 林珍君,黄声华,万山明. 中国电机工程学报. 2016(04)
[7]船舶轴带发电机发展综述及前景探究[J]. 秦俊峰,李凯. 钦州学院学报. 2015(08)
[8]船舶轴带发电机的应用及发展[J]. 王炳义. 船舶. 2015(03)
[9]基于双PWM变频器的交流调速技术探讨[J]. 李泽洪,陈明新. 价值工程. 2015(08)
[10]可作电动机使用的船舶轴带发电机及其运行状态切换方法[J]. 樊双英,岳跃进. 机电设备. 2015(02)
博士论文
[1]双PWM变频调速系统综合控制策略研究[D]. 肖雄.北京科技大学 2017
[2]无刷双馈电机独立发电系统控制方法研究[D]. 刘毅.华中科技大学 2015
[3]离网型双馈风力发电系统控制策略研究[D]. 郭旭东.中南大学 2013
[4]基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D]. 赵宏革.大连海事大学 2011
[5]无刷双馈电机的控制方法研究[D]. 黄守道.湖南大学 2005
硕士论文
[1]基于自抗扰技术的船舶永磁同步电机直接转矩控制策略研究[D]. 司宇航.武汉理工大学 2017
[2]船用轴带无刷双馈发电机优化设计与控制研究[D]. 程龙.大连海事大学 2016
[3]船用无刷双馈轴带发电系统控制研究[D]. 李恒玖.大连海事大学 2015
[4]船舶轴带无刷双馈电机控制算法研究[D]. 高举明.华中科技大学 2015
[5]船用双馈轴带变速恒频装置设计技术研究[D]. 李骁.中国舰船研究院 2015
[6]船用轴带无刷双馈发电系统的实用控制技术研究[D]. 葛启桢.中国舰船研究院 2015
[7]船舶轴带发电机方案评价体系的研究和应用[D]. 郭彦军.上海交通大学 2014
[8]船舶轴带式电站系统分析及可靠性预计[D]. 曹世超.大连海事大学 2013
[9]高性能无传感器永磁同步电机直接转矩控制[D]. 庞严杰.中南大学 2012
[10]无刷双馈电机直接转矩控制系统的优化[D]. 许永顺.太原理工大学 2012
本文编号：3115419
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