基于電機互饋平臺的船舶推進電機控制研究.pdf

1、近年來,隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟,在電力推進船舶中,交流電機已取代直流電機成為推進電機的首選。本文用異步電力測功機做為推進電機的負載,對異步推進電機及其驅(qū)動控制展開研究,有利于加快電力推進核心技術(shù)國產(chǎn)化的步伐,具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 根據(jù)電機學(xué)的相關(guān)知識,本文研究了異步電機在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB中建立了異步電機的仿真模型。在此基礎(chǔ)上,研究了轉(zhuǎn)子磁場定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq

2、下的異步電機模型和直接磁場定向的基本原理,并給出了基于直接磁場定向的滯環(huán)PWM和SVPWM異步電機矢量控制系統(tǒng)框圖。在MATLAB中搭建了轉(zhuǎn)子磁場定向下的異步電機矢量控制仿真模型,并分析了仿真結(jié)果,驗證了模型的正確性。本文還研究了基于傳統(tǒng)開關(guān)表的異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理,比較了矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)缺點,同時在MATLAB中搭建了仿真模型。最后建立了通過機械軸連接的互饋電機仿真平臺,其中推進電機采用矢量控制,通常工作于電動機狀

3、態(tài);而用于模擬螺旋槳負載特性的負載電機采用直接轉(zhuǎn)矩控制,通常工作于發(fā)電機狀態(tài)。經(jīng)過仿真試驗,該模型最后能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)在設(shè)定轉(zhuǎn)速和設(shè)定電磁轉(zhuǎn)矩下。
　　 在異步推進電機控制及異步電機互饋平臺的理論研究基礎(chǔ)上,設(shè)計了電機互饋實物平臺,并實現(xiàn)了上位機WinCC監(jiān)控及PLC的軟硬件設(shè)計。兩臺異步電機采用共直流母線的連接方式,整流器為可直接反饋電網(wǎng)的ALM整流模塊,變頻器的控制模塊CU320采用PROFIBUS總線和S7-300進行主從站式通