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船舶电力推进中永磁同步电机控制系统的研究
| 论文题名： | 船舶电力推进中永磁同步电机控制系统的研究 |
| 关键词： | 永磁同步电机;控制系统;电力推进装置;船舶电力推进;扭矩特性;数学模型 |
| 摘要： | 近几十年来，随着电力电子器件的飞速发展和大功率变频器及交流调速技术的日趋高性能化，特别是吊舱式(POD)电力推进装置的出现和推广应用，船舶电力推进以其空间配置灵活、机动性能好、推进效率高、节能等优点，正在成为未来船舶动力装置的发展方向。 本文以国内某电力推进船舶为研究背景，首先分析了吊舱式螺旋桨的推进力特性和扭矩特性，以及电力推进船舶的阻力特性，并在此基础上建立了螺旋桨和电力推进船舶的运动数学模型和Simulink仿真模型，作为整个系统的负载。在主推进方面，考虑到永磁同步电机在大功率高性能调速方面的优越性，本文以三相永磁同步电动机为直接研究对象，分析了其在不同坐标系下的数学模型及直接转矩控制技术的基本原理和实现方法.本文设计了一种基于PID自校正闭环补偿方法的定子磁链观测器，从而有效抑制直流偏移对磁链观测的影响。 为了解决传统DTC控制中存在的转矩脉动大等问题，论文中采用了三电平控制技术。论文还分析了二极管钳位型三电平逆变器的基本工作原理以及直接转矩控制应用于三电平逆变器调速系统时存在的特殊问题，针对三电平中点电压平衡问题和电压跳变幅值限制问题，提出了一种简单合理的电压矢量选择方案，从而实现对中点电压偏移和电压跳变幅值的有效控制。 论文的最后对螺旋桨模型、船舶模型、永磁同步电动机三电平直接转矩控制模型进行了综合，在Simulink开发环境下建立了基于三电平直接转矩控制的船舶电力推进系统的仿真模型；借鉴了本校船舶自动化与仿真器研究所研制船舶大型轮机模拟器的成功经验，在VC++开发环境下建立了船舶电力推进系统的分布式仿真系统，并在此基础上对系统进行了仿真研究。通过对仿真结果的对比分析，三电平直接转矩控制相较传统的二电平具有更好的动、静态性能，由此显示，本设计所提出的方案是可行的。 |
| 作者： | 王华军 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 赵红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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