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小型船舶电力推进系统的有源滤波装置研发
| 论文题名： | 小型船舶电力推进系统的有源滤波装置研发 |
| 关键词： | 船舶工程;电力推进系统;有源滤波装置;工作原理;拓扑结构 |
| 摘要： | 随着电力电子技术的迅猛发展以及大功率交流电机的变频调速技术的不断成熟，船舶电力推进系统迎来了一个蓬勃发展的时期。然而，电力电子技术在船舶上的大量应用也带来了船舶电网的谐波问题，而且越来越突出和严重，国内外都发生过因谐波而引发的重大船舶事故。特别是针对小型电力推进船舶，由于电网容量小，变频驱动功率相对较大，产生的谐波引起电网电压及电流波形的较大畸变，严重恶化船舶电网的电能质量，对电网的容量选择与安全造成很大的影响。所以对小型船舶电力推进系统的谐波抑制研究就成了一个很有意义的研究课题。 有源滤波具有高可控性和快速响应性，能够做到适时补偿，且不增加电网的电容元件，具有比无源滤波器更好的滤波效果和无可比拟的优越性。有源滤波器(APF，Active Power Filter)作为抑制谐波、改善电网电能质量的一项关键技术，并可以显著提高电力系统稳定性，被公认为是解决电力系统谐波问题的最有效手段之一。随着半导体工业的发展，器件性能价格比的不断提高，以及数字信号处理技术的不断进步，近年来有源滤波在国内陆上大电网不同电力系统中得到越来越多地的应用，但由于船舶电力系统具有强耦合、小电网、大负载等特点，船舶电网电压和频率参数波动频繁，如果直接采用陆上大电网频率不变的有源滤波技术来解决船舶电网的谐波问题，效果往往不佳并可能导致全船失电事故，适用于电力推进船舶小电网的有源滤波技术相关理论及控制方法的研究至今还未取得突破性成果。 因此，本文借鉴陆上有源滤波基本思想，以小型船舶电力推进系统为研究对象，研究有源滤波控制策略以及参数优化方法，探讨简单有效补偿方法，解决船舶电力系统的谐波干扰问题，实现船舶电力推进系统的稳定运行，满足船舶清洁的电网电能质量的要求。具体安排如下： 首先，介绍了谐波和船舶电力推进系统的概念，论述了谐波对船舶电网的影响以及原因，阐述了国内外对船舶电网谐波抑制的研究现状，最后说明了本论文的主要工作内容。 其次，主要对有源电力滤波器的工作原理以及拓扑结构进行了具体的介绍，并且对此装置的参数进行了详细的计算。 再则，对谐波检测和补偿算法做了深入的研究，提出了用自适应陷波器测量船舶电网频率的算法，并且通过仿真取得了很好的补偿效果。 最后，根据实验室现有的条件做了以TMS320F2812DSP芯片为核心的装置的实验分析，实验结果证明了该装置满足了设计要求，并验证了设计思想的可行性。 |
| 作者： | 郑旻颖 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 徐轶群;俞万能 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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