船舶电力推进系统的谐波抑制技术研究

发布时间：2017-10-01 13:10

  本文关键词：船舶电力推进系统的谐波抑制技术研究

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【摘要】：当代船舶电力推进系统中使用了大量的非线性元器件,对电网产生了极大的谐波污染。电网系统中的非线性负载类型很多,随着变频器容量在船舶电网系统中不断的扩大,使得变频器成为目前船舶电网中最主要的谐波源之一。船舶电网作为一个有限容量的独立电网系统,对电能质量有较高的要求以确保船上的所有设备安全稳定地运行。中国船级社对谐波有明确的限制标准,要求船舶电网的总电压谐波失真不超过10%。本文阐述了船舶电网谐波产生的原因及其危害,从主动抑制谐波产生的角度出发,分析、比较了船舶电力推进系统几种常用的整流技术及其谐波抑制效果。通过对6脉波、12脉波、24脉波整流技术以及PWM整流技术的原理进行分析,并结合XX型游轮综合电力系统方案,设计了12脉波整流、24脉波整流、采用L滤波器的有源前端整流和采用LCL滤波器的有源前端整流等多种风冷与水冷方案,并进行了计算、仿真和分析,对典型工况下的交流母线电压波形进行了电压总谐波畸变率的分析,得到了各种整流技术方案下的谐波抑制效果。最后,从性能、体积、重量、噪音、成本和冷却方式等方面对各种方案做了详细比较并得出结论。多脉波整流可以满足船舶电力推进系统对谐波抑制的要求,但谐波抑制效果受运行方式的影响；采用LCL滤波器的有源前端整流能很好地抑制谐波,且不受运行方式的影响,是船舶电力推进系统中较为理想的谐波抑制方案,是未来的发展趋势。
【关键词】：谐波抑制 电力推进系统 多脉波整流 AFE有源前端变频器
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-18
• 1.1 课题的背景及意义9-10
• 1.2 船舶电力推进系统谐波产生的原因及其危害10-12
• 1.3 各大船级社对谐波的规定12-13
• 1.4 谐波抑制方法综述13-16
• 1.5 本文的研究工作16-18
• 第二章 电力推进船舶电网谐波的产生和抑制18-34
• 2.1 多脉波整流器的原理及分析18-27
• 2.1.1 6脉波整流器的原理及分析18-20
• 2.1.2 12脉波整流器的原理及分析20-23
• 2.1.3 24脉波整流器的原理及分析23-26
• 2.1.4 多脉波整流器的对比分析26-27
• 2.2 有源前端整流的原理及分析27-33
• 2.2.1 PWM整流器的结构27-29
• 2.2.2 PWM整流器的原理29-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 多脉波整流在电力推进系统中的谐波抑制34-62
• 3.1 电力推进系统的网络架构34-43
• 3.1.1 XX型游轮综合电力推进系统方案34-38
• 3.1.2 XX型游轮综合电力推进系统仿真模型38-43
• 3.2 12脉波整流的电力推进系统谐波抑制的仿真与分析43-48
• 3.2.1 6脉波整流器的仿真与分析43-44
• 3.2.2 12脉波整流器的仿真与分析44-48
• 3.3 24脉波整流的电力推进系统谐波抑制的仿真与分析48-53
• 3.4 特殊工况下的电力推进系统谐波抑制的仿真与分析53-59
• 3.4.1 两台发电机组带一条推进支路运行的工况分析54-56
• 3.4.2 单台发电机组带一条推进支路运行的工况分析56-59
• 3.5 主推进变压器59-60
• 3.6 本章小结60-62
• 第四章 有源前端整流在电力推进系统中的谐波抑制62-80
• 4.1 带L滤波器的有源前端整流62-68
• 4.1.1 带L滤波器的有源前端整流的理论分析与参数计算62-64
• 4.1.2 带L滤波器的有源前端整流在电力推进系统中的仿真与分析64-67
• 4.1.3 单台发电机组带一条推进支路运行的工况分析67-68
• 4.2 带LCL滤波器的有源前端整流68-76
• 4.2.1 带LCL滤波器的有源前端整流的理论分析与参数计算68-71
• 4.2.2 带LCL滤波器的有源前端整流在电力推进系统中的仿真与分析71-74
• 4.2.3 单台发电机组带一条推进支路运行的工况分析74-76
• 4.3 空冷和水冷的AFE变频器方案76-79
• 4.4 本章小结79-80
• 第五章 总结80-83
• 5.1 结论80-81
• 5.2 展望81-83
• 参考文献83-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士期间发表的学术论文和专利86-88

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本文编号：953614