原文传递
船舶永磁推进电机电流传感器误差校正策略研究
| 论文题名： | 船舶永磁推进电机电流传感器误差校正策略研究 |
| 关键词： | 电力推进船舶;永磁同步电机;电流传感器;转速脉动抑制;误差校正 |
| 摘要： | 近几十年来，电力推进船舶得到了广泛的应用，作为电力推进系统的重要组成部分，永磁同步电机的高性能控制策略也成为了研究热点。然而在永磁同步电机矢量控制系统中，由于电流传感器相关电路元件引入的电流测量误差会导致电机在运行过程中出现转速脉动、相电流畸变等问题，降低系统的控制性能、运行效率和设备的可靠性。 本文针对上述问题，对船舶永磁推进电机的电流测量误差补偿策略进行了深入的研究。首先，建立永磁同步电机的数学模型和矢量控制系统，分析电流测量误差对系统的影响，推导q轴电流误差与转速误差之间的定量关系，并详细推导电流测量误差对电流、转速的影响机理。其次，为消除电流测量偏移误差对系统的影响，利用转速一次脉动幅值中包含偏移误差相关信息的特性，提出一种电流测量偏移误差估计补偿策略。设计串联二阶广义积分器准确提取转速一次脉动信号正交分量、计算幅值，利用PI控制器输出偏移误差补偿电流以消除转速一次脉动。同时为解决策略中PI补偿器参数难以理论推导的问题，采用粒子群算法整定参数，使补偿效果达到最佳。接下来，为解决船舶永磁推进电机位置传感器导致的补偿准确度下降的问题，并实现参数实时自适应，提出一种基于旋转坐标系下谐波电流消除的电流测量误差补偿策略。设计级联解耦二阶广义积分器结构，用于提取d-q轴电流中的一次、二次电流谐波。设计自适应线性神经网络补偿器输出d-q轴补偿电流，消除d-q轴电流脉动及转速脉动，并改善相电流状态。另外针对负载转矩脉动中存在一次、二次脉动的情况，设计改进的谐波电流补偿策略，仅利用d轴电流谐波整定一组权重系数即可实现d-q轴电流的补偿。最后在搭建的永磁同步电机实验平台上进行了实物实验，以验证两种补偿策略的有效性和可行性。 MATLAB/Simulink仿真验证及实物平台实物验证的结果证明了所提出的两种补偿策略能够有效地消除电机中因电流测量误差产生的转速脉动、改善电机相电流状态，不依赖电机参数，对系统的动静态性能基本没有影响。 |
| 作者： | 李冠桦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 赵友涛;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： | 2022 |
检索历史
应用推荐
