本文關(guān)鍵詞：電力推進(jìn)船舶PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

大連海事大學(xué)；碩士學(xué)位論文；電力推進(jìn)船舶PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究；姓名：趙亮；申請學(xué)位級別：碩士；專業(yè)：電力電子與電力傳動；指導(dǎo)教師：朱景偉；20100601；摘要；摘要；電力推進(jìn)是依靠自身配備的發(fā)電設(shè)備來獲得推進(jìn)動力的；近年來交流電機控制技術(shù)不斷完善，交流電機的多項控；本文采用三相永磁同步電動機（ＰＭＳＭ）作為研究對；接著本文根據(jù)Ｍａｔｌａｂ仿真結(jié)果

大連海事大學(xué)

碩士學(xué)位論文

電力推進(jìn)船舶PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究

姓名：趙亮

申請學(xué)位級別：碩士

專業(yè)：電力電子與電力傳動

指導(dǎo)教師：朱景偉

20100601

摘要

摘要

電力推進(jìn)是依靠自身配備的發(fā)電設(shè)備來獲得推進(jìn)動力的推進(jìn)方式。在船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中，交流電力推進(jìn)已經(jīng)成為船舶推進(jìn)的首選方式，并出現(xiàn)了交流異步電機、交流同步電機、以及永磁電機多種推進(jìn)方式并存的局面，而永磁同步電動機以其自身的優(yōu)勢在船舶推進(jìn)上的應(yīng)用越來越為廣泛。

近年來交流電機控制技術(shù)不斷完善，交流電機的多項控制指標(biāo)均能與直流電機控制性能相媲美。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼交流電機矢量控制技術(shù)之后的又一種新型高效的交流變頻調(diào)速技術(shù)。它以其自身的眾多優(yōu)點為人們所接受，應(yīng)用并不斷完善。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)直接控制電機轉(zhuǎn)矩，具有優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速性能。

本文采用三相永磁同步電動機（ＰＭＳＭ）作為研究對象，首先介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制（ＤＴＣ）技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展，在分析ＰＭＳＭ數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ軟件搭建了ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型，對ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明電動機定子磁鏈軌跡接近圓形，電動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩都能夠快速、及時的跟蹤給定值，系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能都能滿足很高的要求；本文在搭建ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型的過程中，未采用傳統(tǒng)的在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下來實現(xiàn)ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制，而是在兩相靜止坐標(biāo)系下實現(xiàn)的。該方法具有結(jié)構(gòu)簡單明了、易于實現(xiàn)的特點，仿真結(jié)果表明ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制同樣具有優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速性能；對于電動機轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制采用了零電壓矢量，零電壓矢量的應(yīng)用改善了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動大的缺點。

接著本文根據(jù)Ｍａｔｌａｂ仿真結(jié)果設(shè)計了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的硬件，包括三相整流電路，逆變器電路，電動機定子三相電壓、電流的檢測電路，功率器件隔離驅(qū)動電路，并以ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２為控制核心，對一臺額定功率為２．２Ｋｗ的三相永磁同步電動機進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制。關(guān)鍵詞：電力推進(jìn)；ＭａｔＩａｂ仿真；ＰＭＳＭ直接轉(zhuǎn)矩控制；ＤＳＰ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｗｈｏｇｅｔｓｉｔｓｐｒｏｐｕｌｓｉｖｅｐｏｗｅｒｏｎｉｔｓｏｗｎｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｓｈｉｐｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＡＣｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｈａｓａｌｒｅａｄｙｂｅｅｎｔｈｅｆｉｒｓｔｏｐｔｉｏｎｔｏｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｏｆｓｈｉｐ，ａｎｄＳＯｆａｒ，ｔｈｅｒｅａｐｐｅａｒｓｔｈｅｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｍａｎｙｍａｎｎｅｒｓｏｆｐｕｓｈ，ｓｕｃｈａｓｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒ，ＡＣｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒａｎｄｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ，ｉｎｔｈｅｓｅｍｏｔｏｒｓｔｈｅＰＭＳＭｈａｓｗｉｎｐｅｏｐｌｅｏｆａｌｌａｇｅｓｓｉｎｃｅｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｈｉｐｈａｓｂｅｃａｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｒ．

ＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＡＣｍｏｔｏｒ

ｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｎｙｉｔｅｍｓｏｆｏｆＡＣｍｏｔｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｍａｔｃｈｅｄｗｉⅡｌＤＣｍｏｔｏｒ．ＦｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅＶＣｓｙｓｔｅｍ

ＡＣｍｏｔｏｒ，ｔｈｅＤｉｒｅｃｔＴｏｒｑｕｅＣｏｎｔｒｏｌ（ＤＴＣ）ｉｓａｎｏｔｈｅｒｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌ

ｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆＡＣｍｏｔｏＬＩｔｆｏｃｕｓ

ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｔａｔｉｃｔｈｅｄｉｒｅｃｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｔｏｒｑｕｅｏｆｍｏｔｏｒ，ｏｗｎｉｎｇａｎｄｄｙｎａｍｉｃ

ａｎｄｍｏｒｅｓｐｅｅｄｓｔｕｄｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｃａｕｓｅｗｅｌｌａｓｒｅｓｅａｒｃｈ．ｏｆｉｔｓｏｗｎａｄｖａｎｔａｇｅ，ｐｅｏｐｌｅｈａｖｅｇｉｖｅｎｉｔｍｏｒｅａｓ

１１１ｍｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｗｅｃｈｏｏｓｅＰＭＳＭａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔ．Ｆｉｒｓｔｌｙｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅ

ｔｏｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＤＴＣ，ｔｈｅｎｕｓｅｔｈｅＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ

ｏｆｂｕｉｌｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＤＴＣ

ｄｉｒｅｃｔｔｏｒｑｕｅｓｙｓｔｅｍｏｆＰＭＳＭ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＰＭＳＭＰＭＳＭ，

ａ

ａｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｍａｔｔｈｅｓｔａｔｏｒｆｌｕｘｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆＰＭＳＭａｐｐｒｏａｃｈｅｄｃｉｒｃｌｅ，ｔｈｅｓｐｅｅｄ，ｔｏｒｑｕｅ

ｗｅｌｌａｓＰＭＳＭｃａｎｂｏｔｌｌｆｏｌｌｏｗｔｈｅｇｉｖｅｎｖａｌｕｅｑｕｉｃｋｌｙｔｉｍｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｃ，ｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＤＴＣｓｙｓｔｅｍｃａｉｎｍｅｅｔｖｅｒｙｈｉｇｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ；ｉｎｔｈｅ

ｄｏｎ’ｔｕｓｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆＤＴＣｏｆＰＭＳＭｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆＤＴＣｏｆＰＭＳＭｉｎｒｏｔａｔｉｎｇｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｃｈｏｏｓｅｔｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ

ｔｏｔｈｅｒｅａｌｉｚｅｔｈｅＤＴＣｉｓｓｉｍｐｌｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｔｗｏ—ｐｈａｓｅｓｔａｔｉｏｎａｒｙｔｏａｎｄｃｌｅａｒ，ａｎｄｅａｓｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｌｓｏｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＰＭＳＭＤＴＣｓｙｓｔｅｍ

ｖｅｃｔｏｒｈａｓｔｈｅｓａｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ａｓｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｏｆＰＭＳＭ’Ｓｔｏｒｑｕｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓａｄｏｐｔｅｄｔｈｅＺｅｒＯ－ｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｚｅｒｏ－ｖｏｌｔａｇｅ

ｔｈｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｏｆｔｏｒｑｕｅｉｎＤＴＣｉｍｐｒｏｖｅｓｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｙｓｔｅｍ

ｓｙｓｔｅｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＡｔｌａｓｔ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｓｅｔｕｐｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｆＰＭＳＭＤＴＣ

ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｔｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｒｅｅ?ｐｈａｓｅｓｔａｔｏｒｖｏｌｔａｇｅ，，ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｒｉｖｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｔｈｅｎｂａｓｅｄ

ｏｎｏｎｅｏｎＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ），ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｏｆ２．２Ｋｗ．ｃｏｎｄｕｃｔｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｔｏｒｗｉｍｔｈｅｒａｔｅｄｐｏｗｅｒ

ＫｅｙＷｏｒｄ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ；Ｍａｔｌａｂｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＰＭＳＭＤｉｒｅｃｔＴｏｒｑｕｅＣｏｎｔｒｏｌ；ＤＳＰ

大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明

原創(chuàng)性聲明

本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，撰寫成碩士學(xué)位論文＝＝血左推進(jìn)墅照￡叢曼叢直接縫縋揎生９丕統(tǒng)的硒究：：。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。

●．’學(xué)位論文作者簽名：盈盈

學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書

本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué)位論文的規(guī)定，即：大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》（中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社）、《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》（中國科學(xué)技術(shù)信息研究所）等數(shù)據(jù)庫中，并以電子出版物形式出版發(fā)行和提供信息服務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。

本學(xué)位論文屬于：保密口在年解密后適用本授權(quán)書。

不保密一（請在以上方框內(nèi)打“√＂）

論文作者簽名：喪劾導(dǎo)師簽名：謄坼日期：卅口年易月巧日

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