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基于MRAS船舶异步推进电机无速度传感器矢量控制研究
| 论文题名： | 基于MRAS船舶异步推进电机无速度传感器矢量控制研究 |
| 关键词： | 船舶异步电机;电力推进系统;无速度传感器;矢量控制;模型参考自适应 |
| 摘要： | 电力电子与运动控制技术被看作是计算机技术后的第二次重大技术变革，它极大地改变人类的能源与生活。在电力传动系统的发展过程中，交流电机、直流电机两大电气传动并存在各个工业领域。如今，随着新型电力电子器件的成熟与普及，交流调速系统迅速发展。由于交流电机具有结构和可靠性等方面的优势，在电力推进船舶中，已逐步取代直流电机成为船舶电力推进系统中推进电机的首选。本文主要研究船舶推进电机的无速度传感器矢量控制方法，对我国船舶电力推进系统的理论研究具有一定的现实意义。 本文首先分析了异步电机无速度传感器控制系统的技术现状，归纳、总结了各种转速辨识方法的优缺点。在研究异步电机矢量控制原理的基础上，根据三相交流异步电动机在三种坐标系下的数学模型，在MATLAB/Simulink中搭建基于电流滞环PWM调制策略直接转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型，利用本实验室鼠笼式三相异步电动机的电机参数得到仿真结果，并进行分析。本文利用模型参考自适应方法作为转速辨识方法，选取转子磁链电压方程作为模型参考自适应系统的参考模型，选取转子磁链的电流方程作为可调模型，通过波波夫超稳定理论推导自适应率，在MATLAB软件中建立相应的转速辨识模型，通过仿真结果验证该模型辨识的准确性。本文通过研究无速度传感器矢量控制技术，给出了基于SPWM异步电机无速度传感器矢量控制系统框图，在MATLAB/Simulink中建立通过机械轴连接的两台鼠笼型异步电机的电机互馈实验平台仿真模型，两台电机均采用无速度传感器矢量控制方式，得到的仿真结果验证了该模型能够在推进电机给定转速和负载电机给定电磁转矩的情况下稳定运行。 最后，设计并实现电机互馈实验平台的搭建，该平台由两台三相鼠笼型异步电机、上位机WINCC，下位机S7-300PLC和西门子S120高性能变频控制系统组成。该系统由一台异步电机模拟船舶推进电机，工作在电动机状态。另一台作为模拟船舶螺旋桨负载特性的负载电机，通常工作在发电机状态。通过实测该系统的电流，转速和转矩的信号，绘制成曲线，对设计的仿真系统进行实物验证。 |
| 作者： | 谢骁 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 赵友涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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