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船用永磁同步电动机推进系统建模与仿真研究
| 论文题名： | 船用永磁同步电动机推进系统建模与仿真研究 |
| 关键词： | 永磁同步电动机;船舶动力装置;推进系统;矢量控制;仿真模型 |
| 摘要： | 由于电力电子技术的发展和大功率交流电机变频调速技术的日趋成熟，电力推进技术逐渐成为船舶动力装置的发展方向。随着DSP的问世和永磁电动机及其控制技术的快速发展，以永磁同步电动机为推进电机、采用高性能控制策略的全数字化电力推进技术显示出广阔的应用前景。目前我国在船舶电力推进技术的研究方面还处于起步阶段，因此开展这方面的建模和仿真研究，能够加深对船舶电力推进系统的理解，同时希望能够促进我国船舶电力推进系统的理论研究。 本文首先根据永磁同步电动机的数学模型，计算得到了船用大功率永磁电动机稳定运行时的电感等参数。其次在深入研究永磁同步电动机矢量控制理论的基础上，建立了基于电流滞环PWM、SPWM和SVPWM三种调制策略的永磁电动机矢量控制仿真模型，并对模型进行了仿真分析与比较。当采用电流滞环PWM控制时，系统比较简单，系统响应时间短，但当系统受到阶跃扰动时，转速的波动比较大；而采用SPWM和SVPWM控制时，系统比较复杂，在电机启动阶段，转速的波动比较大。但系统受到扰动后，转速的波动都比较小，而且当系统稳定后电机电磁转矩的脉动也比采用电流滞环PWM时要小。接着对永磁同步电动机直接转矩控制的理论进行了研究，建立了基于传统开关表选择和空间电压矢量调制的永磁电动机直接转矩控制的仿真模型，仿真结果表明，采用空间电压矢量调制的直接转矩控制系统具有快速的动态响应特性，同时又有效减小了转矩的脉动。最后本文对船桨的仿真模型进行了分析与研究，并建立了以该模型做为电动机负载输入的综合电力推进系统仿真模型。 本文开展了船用永磁同步电动机推进系统方面的探索性研究工作。通过理论分析和建模仿真积累了一些经验，为课题的后续研究打下基础。 |
| 作者： | 任俊杰 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 冯惠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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