船用永磁同步電動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、由于電力電子技術(shù)的發(fā)展和大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，電力推進(jìn)技術(shù)逐漸成為船舶動(dòng)力裝置的發(fā)展方向。隨著DSP的問(wèn)世和永磁電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)的快速發(fā)展，以永磁同步電動(dòng)機(jī)為推進(jìn)電機(jī)、采用高性能控制策略的全數(shù)字化電力推進(jìn)技術(shù)顯示出廣闊的應(yīng)用前景。目前我國(guó)在船舶電力推進(jìn)技術(shù)的研究方面還處于起步階段，因此開(kāi)展這方面的建模和仿真研究，能夠加深對(duì)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的理解，同時(shí)希望能夠促進(jìn)我國(guó)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的理論研究。
　　 本文首先根

2、據(jù)永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得到了船用大功率永磁電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電感等參數(shù)。其次在深入研究永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制理論的基礎(chǔ)上，建立了基于電流滯環(huán)PWM、SPWM和SVPWM三種調(diào)制策略的永磁電動(dòng)機(jī)矢量控制仿真模型，并對(duì)模型進(jìn)行了仿真分析與比較。當(dāng)采用電流滯環(huán)PWM控制時(shí)，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，但當(dāng)系統(tǒng)受到階躍擾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)比較大；而采用SPWM和SVPWM控制時(shí)，系統(tǒng)比較復(fù)雜，在電機(jī)啟動(dòng)階段，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)比較大。但系統(tǒng)受

3、到擾動(dòng)后，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)都比較小，而且當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)也比采用電流滯環(huán)PWM時(shí)要小。接著對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的理論進(jìn)行了研究，建立了基于傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)表選擇和空間電壓矢量調(diào)制的永磁電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，仿真結(jié)果表明，采用空間電壓矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，同時(shí)又有效減小了轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。最后本文對(duì)船槳的仿真模型進(jìn)行了分析與研究，并建立了以該模型做為電動(dòng)機(jī)負(fù)載輸入的綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)仿真模型。