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船用无刷双馈轴带发电系统控制研究
| 论文题名： | 船用无刷双馈轴带发电系统控制研究 |
| 关键词： | 船舶工程;无刷双馈轴带发电系统;控制策略;数学模型 |
| 摘要： | 当前随着化石能源的日益枯竭和环保形势的日趋严峻，节能减排是大势所趋。船用轴带发电系统能够降低柴油消耗、减少环境污染，是现在十分重要的船舶节能减排技术之一。无刷双馈电机应用在船用轴带发电系统，适用于定距桨船舶，其在普通感应电机上进行改进，使用结构经过特殊设计的转子，采用相对较小容量的变频器就能在较宽转速范围实现变速恒频发电。它没有电刷滑环，具有结构简单、运行可靠、成本低、易维护等优点。船用无刷双馈轴带发电系统是将无刷双馈电机应用到船舶轴带发电领域，具有较强的适用性和推广应用价值。 本文以船用无刷双馈轴带发电控制系统为研究对象，主要研究其独立发电运行时的运行规律和控制方法。在重点分析无刷双馈电机的定转子结构、基本电磁关系、同步和异步运行原理以及变速恒频发电原理的基础上，探究了无刷双馈电机处于发电运行状态时的能量传递关系，推算和建立了多回路模型、转子速d-q模型和双同步速模型等几种无刷双馈电机主要的数学模型。 本文分析了船用无刷双馈轴带发电控制系统的特点和要求，采用标量和矢量控制策略，对系统在独立发电运行状态下的调频调压问题进行了仿真研究。其中标量控制采用电压和电流双闭环调节，对比分析了采用电压源型和电流源型变频器的两种仿真模型。矢量控制采用基于双同步坐标模型的定子磁场定向控制策略，实现了无刷双馈电机定子两绕组的完全解耦。在Matlab/simulink软件上根据数学模型分别对两种控制策略进行建模仿真研究。仿真结果表明，两种控制策略都能满足船舶供电标准的主要指标，实现了变速恒频恒压发电，其中矢量控制的动态性能更加优越。最后以DSP TMS320F28335为控制核心，初步完成了船用无刷双馈轴带发电控制系统的硬件设计。 |
| 作者： | 李恒玖 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 牛小兵;马文华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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