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船舶永磁同步推进电机控制系统研究与设计
| 论文题名： | 船舶永磁同步推进电机控制系统研究与设计 |
| 关键词： | 船舶电力推进;永磁同步推进电机;矢量控制;死区补偿;SVPWM算法 |
| 摘要： | 近年来，由于电力推进技术可降低燃油消耗、提高船舶操纵性能和节约船舶空间等优点，使其成为船舶推进系统的主要发展方向。永磁同步电机具有效率高、功率密度大和动态响应快等优点，作为船舶推进电机广泛应用于船舶电力推进系统中。本文以船舶永磁同步推进电机作为研究对象，对其矢量控制系统及调速性能进行深入研究。 本文首先分析了在不同坐标系下永磁同步电机的数学模型，在其基础上对永磁同步电机矢量控制方法进行了研究。通过对螺旋桨负载特性的分析，建立了船-桨数学模型，并对其进行了仿真研究。根据螺旋桨负载转矩特性并结合矢量控制原理，建立船-机-桨整体仿真模型，对其进行仿真研究，实现了矢量控制的id=0控制策略。其次，在理论分析的基础上，对船舶永磁同步推进电机矢量控制系统进行硬件和软件设计，硬件设计包括:以TMS320F28335型DSP芯片为核心的控制电路，以不可控整流桥及其滤波电路、三相逆变桥及其吸收电路为核心的主电路，以M57962L驱动芯片为核心的IGBT驱动电路以及硬件保护电路。在CCS3.3开发环境下，采用模块化设计思想，结合汇编语言和C语言进行软件设计。系统可以分为初始化、主程序和中断服务子程序三部分。文中给出了软件设计的结构流程以及转速、电流双闭环控制的设计方法，并提出了一种具有死区补偿的SVPWM算法，该方法能够有效地抑制死区效应，使系统的控制性能得到改善。 文章最后，设计出一套能够用于小型船舶电力推进的变频驱动装置，测得了该装置的输出波形和调试过程波形，对系统的性能做出了比较详细的分析。实际测试结果表明，该控制系统具备良好的动静态性能，可以实现船舶永磁同步推进电机的精确转速控制。 |
| 作者： | 程世超 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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