【摘要】：船舶電力推進系統(tǒng)的優(yōu)點眾多,讓傳統(tǒng)的推進系統(tǒng)很難望其項背。本文以典型的電力推進船舶的電力推進系統(tǒng)為研究對象,對船舶電力推進系統(tǒng)的柴油發(fā)電機組和推進電機、船-槳系統(tǒng)建模仿真,并對異步推進電機的控制算法進行了系統(tǒng)的研究,完成了以下研究工作:1.針對全電力推進船舶系統(tǒng)中的同步發(fā)電機組進行建模和仿真研究,推導出了同步發(fā)電機組的七階基本模型;繼而忽略定子繞組暫態(tài)、假設定子電壓方程中的?約等于1,通過以上兩種假設操作,由七階基本模型得到工程化應用模型,即五階實用模型。2.構建船舶電力推進系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機組仿真模型,并與用靜負載模型代替的實際船舶上的負載,組成電力系統(tǒng)模型。通過對所建系統(tǒng)模型進行動態(tài)負載的試驗,驗證模型的正確性,并對系統(tǒng)參數(shù)在不同擾動下的變化情況進行了分析,分析結果顯示本文設計的柴油發(fā)電機組系統(tǒng)能夠滿足規(guī)范要求并具有正確性。3.對推進電機采用的矢量控制和直接轉矩控制進行簡明扼要的對比分析,基于矢量控制(轉子磁場定向控制)從理論上解決了交流調速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能問題,其動態(tài)性能好,調速范圍寬,因此最終確定了矢量控制方案。在矢量控制中的坐標變換理論的基礎上建立電動機的數(shù)學模型,對轉子磁鏈定向的矢量控制作重點闡述,并給出轉子磁鏈定向的矢量控制下的電機模型。4.在MATLAB/Simulink仿真平臺上搭建了完整的轉矩和磁鏈雙閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)模型。對所建系統(tǒng)模型進行負載和轉速不變、負載與轉矩均發(fā)生變化的仿真試驗,在整個仿真過程中,兩種情形下的轉速均能比較穩(wěn)定的隨給定值變化,并且反應速度快,用時短,在很短的時間內就能完成過渡,跟隨和抑制擾動的性能好。仿真結果證實了異步電動機矢量控制系統(tǒng)的抗負載擾動能力強以及建模的正確性。5.在螺旋槳特性的基礎上構建了船-槳系統(tǒng)的數(shù)學、仿真模型。詳細分析直接啟動和分級啟動兩種啟動方式的仿真結果,得出分級啟動更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性的結論。綜合全文,最終建立了完整的船舶電力推進系統(tǒng),對系統(tǒng)模型作仿真分析,結果驗證了所建系統(tǒng)具有穩(wěn)定性,以及模型的正確性。
【圖文】：

江蘇科技大學工學碩士學位論文控制系統(tǒng)的作用是：依照船舶的控制指令，對電動機的轉速進行調節(jié)控制，實現(xiàn)對船速的控制。監(jiān)控系統(tǒng)的功能是對所需的狀態(tài)信號進行檢測和采集，實現(xiàn)狀況監(jiān)控、越界報警、事故診斷和安全保護等功能。諧波濾波器的作用是：降低變流器的諧波對電網和其他用電設備的危害。

有兩種模式可供選擇，一個是利用兩臺電動機同軸串）所示，，用以增加推進系統(tǒng)的功率；另一個是利用兩臺電動機動，如圖 2-3（b）所示，該模式應用的更加廣泛，因為其具有制的能力。雙軸推進系統(tǒng)推進模式的操控性更好，應用的也更廣泛。圖 2-3（c）為雙槳，圖 2-3（d）為雙槳雙機并聯(lián)推進模式。同樣，因為裝備了兩推進系統(tǒng)的故障冗余和容錯能力較好。多軸推進系統(tǒng)式推進裝置的出現(xiàn)，對在船尾放置螺旋槳的常規(guī)推進方式來說理論層面來看，根據(jù)需要，吊艙式推進器可以放置在船下的術背景下，多軸推進系統(tǒng)的應用前景更加樂觀。4 給出的就是在尾部設置吊艙式推進器的海洋工程船，船首有配置了側推進器，這樣船舶就能夠同時實現(xiàn)航行和定位作業(yè)良，故障冗余和容錯能力也較好。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.14

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張鵬;;三相交流異步電動機矢量控制系統(tǒng)仿真研究[J];河南科學;2015年09期

2 李一鳴;榮軍;萬軍華;陳曦;;三相異步電動機的磁鏈定向矢量控制技術研究[J];湖南理工學院學報(自然科學版);2015年03期

3 劉迪;;異步電機數(shù)學模型與仿真分析[J];船電技術;2015年07期

4 蔡卓劍;趙榮祥;汪i襠

本文編號：2673628