適應(yīng)船舶電力推進(jìn)的變頻啟動(dòng)和無功補(bǔ)償一體化裝置研究.pdf

1、電力推進(jìn)系統(tǒng)是指利用功率變換器驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電機(jī)來拖動(dòng)螺旋槳運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)方式，其在安全性、可操縱性、空間排布、隱蔽性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，近年來，已被廣泛應(yīng)用于船舶動(dòng)力系統(tǒng)中。目前，電力推進(jìn)系統(tǒng)工作過程中存在以下幾個(gè)問題亟待解決。首先，船舶電力系統(tǒng)的容量有限，相比于大電網(wǎng)，更容易受負(fù)載電流變化的影響，尤其是異步推進(jìn)電機(jī)的感性啟動(dòng)電流，易造成船舶電網(wǎng)電壓跌落、頻率下降等電能質(zhì)量問題；其次，由于推進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁電流較大，船舶

2、電網(wǎng)需提供大量無功功率，不僅降低船舶電網(wǎng)的功率傳輸效率，而且大量的無功交換會(huì)削弱船舶電網(wǎng)穩(wěn)定性。綜上，展開適應(yīng)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的功率變換器的研究是具有理論和現(xiàn)實(shí)意義的。
　　本文提出一種適用于變頻啟動(dòng)和無功補(bǔ)償一體化的功率變換方法，該一體化功率變換裝置同時(shí)具有矢量變頻啟動(dòng)與無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。本文重點(diǎn)研究了該功率變換裝置的工作原理、控制策略及系統(tǒng)整體性能。
　　首先針對(duì)功率變換器的可行性進(jìn)行分析；其次，針對(duì)功率變換器的矢量

3、變頻啟動(dòng)功能，本文采用基于異步推進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制策略，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁的解耦控制，改善推進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)性能；并利用基于卡爾曼濾波器的鎖相環(huán)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)功率變換器不同工況間的同步平滑切換；最后，以瞬時(shí)功率理論實(shí)現(xiàn)對(duì)電力推進(jìn)系統(tǒng)無功電流的檢測(cè)與補(bǔ)償，建立船舶電網(wǎng)無功在線動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂品桨?，改善船舶電網(wǎng)供電質(zhì)量。
　　基于上述理論研究，在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)建立系統(tǒng)仿真模型，對(duì)該功率變換器進(jìn)行系統(tǒng)仿真實(shí)