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船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器研究
| 论文题名： | 船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器研究 |
| 关键词： | 船用轴带无刷双馈发电系统;负载侧变换器;参数设计;仿真模型;滤波电路 |
| 摘要： | 随着传统能源储量越来越少，人们越来越开始追求能源的高效利用。在船舶工业中，越来越多的货轮开始采用轴带发电技术以提高能源利用率及减少经济成本。轴带发电系统中，轴带电机的选择至关重要。无刷双馈电机由于取消了电刷及滑环，运行可靠性大大提高，因而越来越多的在轴带发电领域受到关注。因此，本文对无刷双馈电机轴带发电系统中的负载侧变换器的控制做了系统研究。 针对无刷双馈电机这一新型电机，首先阐明了其工作原理，详细推导了其稳态等效电路，基于稳态等效电路求出了其能量传递关系。接着，在三相静止坐标系及旋转坐标系建立了其动态数学模型，并得出了其矢量等值电路。通过 Plecs仿真软件搭建了无刷双馈电机的仿真模型，验证了模型的有效性。 建立了负载侧变换器的数学模型，根据控制目标选择了直接电流控制，进行了控制器参数设计。基于独立发电系统的特点，设计了负载侧变换器的启动策略及无功补偿策略。最后在 Plecs仿真软件中进行了仿真验证，首先进行了负载侧变换器的单级仿真，接着通过与电机侧变换器级联，机侧变换器采用标量控制，进行了两级级联发电仿真。 针对独立发电系统负载电压谐波含量较高这一问题，分析了其产生原因。在此基础上，给出了各种滤波电路，并通过比较选定最优的滤波电路。分析了滤波器引入产生的稳定性问题，采用了无源阻尼法及基于数字控制的无阻尼法来改善稳定性问题。最后通过仿真及实验验证了上述方法的有效性。 搭建了无刷双馈电机变速恒频独立发电系统的实验平台，编写了实验程序，选取了负载侧变换器的电感电容参数。在实验平台上进行了变速恒频的发电实验，得到了比较理想的稳态及动态性能，验证了上述控制策略的准确性与可靠性。 |
| 作者： | 龚飞 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 林桦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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