目前,船舶正在向著集成化、自動化、智能化的趨勢發(fā)展。船舶上配備了越來越多的電氣設備,使得船舶電力系統(tǒng)的容量與復雜程度不斷提高,對船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求也越來越高。同步發(fā)電機作為船舶電力系統(tǒng)的重要元件,其穩(wěn)定性對于整個船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著重要影響。本文以船舶同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)作為主要研究對象,對同步發(fā)電機振蕩抑制方法進行研究,主要內容如下:1、基于模塊化建模思想分別建立了船舶電力系統(tǒng)柴油原動機及其調速系統(tǒng)和同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)數(shù)學模型,根據(jù)數(shù)學模型在仿真軟件中建立了船舶電力系統(tǒng)單機仿真模型。在此基礎上,根據(jù)雙機同步并車原理建立了自動準同步并車模塊,并建立了船舶電力系統(tǒng)雙機并聯(lián)仿真模型,通過仿真實驗,驗證了所建立仿真模型的正確性。2、根據(jù)同步發(fā)電機數(shù)學模型,從同步轉矩與阻尼轉矩的角度闡明了基于PID控制的AVR勵磁方法對同步發(fā)電機振蕩抑制效果較差的原因。根據(jù)船舶電力系統(tǒng)的特點,將PSS2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器應用于船舶同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中,構成AVR+PSS2B勵磁控制方式。針對PSS參數(shù)的整定,使用人工蜂群算法對PSS2B型穩(wěn)定器進行參數(shù)優(yōu)化。在不同工況下進行了船舶電力系統(tǒng)雙機... 

【文章來源】：集美大學福建省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電子調速器原理圖

集美大學碩士學位論文船舶電力系統(tǒng)同步發(fā)電機振蕩抑制方法研究71)(1)(/)(21)(3seKWssTTsTp（2-4）上式中Kp為放大系數(shù)、T1為柴油機運動部件轉動慣性時間常數(shù)、T2為燃氣熱能慣性時間常數(shù)、T3為缸內工作滯后時間。聯(lián)立式（2-2）（2-3）（2-4）即可得簡化柴油機數(shù)學模型。2.1.2調速系統(tǒng)數(shù)學模型調速器對于柴油機的轉速控制起著關鍵作用，其能夠根據(jù)負載變化調節(jié)噴油量，進而控制柴油機轉速維持在一定范圍之內。船舶柴油發(fā)電機組中使用最多的是電子調速器[25]。故本節(jié)對電子調速器進行數(shù)學建模與研究。電子調速器原理如圖2-1所示：圖2-1電子調速器原理圖從圖2-1可以看出電子調速器為閉環(huán)控制系統(tǒng)。其控制過程為：當柴油機負載發(fā)生突變時導致柴油機轉速發(fā)生變化，安裝在飛輪外側的轉速傳感器能夠檢測柴油機轉速變化并將它轉化為一電壓信號送到轉速控制器中。轉速控制器將額定信號與實際信號進行對比，并通過相應的控制算法去控制執(zhí)行機構調整油門尺桿的位置，通過改變噴油量來改變柴油機轉速。由于船舶工況復雜，為了保持船舶電力系統(tǒng)電壓與頻率的穩(wěn)定，柴油機調速系統(tǒng)需要在動態(tài)和靜態(tài)特性方面都符合標準。調速系統(tǒng)控制框圖如圖2-2所示：圖2-2調速系統(tǒng)控制框圖

集美大學碩士學位論文船舶電力系統(tǒng)同步發(fā)電機振蕩抑制方法研究12圖2-3勵磁控制系統(tǒng)結構框圖勵磁系統(tǒng)按照元件分類可分為：直流勵磁機、不可控相復勵、可控相復勵、可控硅整流勵磁。目前船舶電力系統(tǒng)中使用最多是可控相復勵勵磁控制系統(tǒng)。其結構框圖如圖2-4所示：圖2-4可控相復勵勵磁系統(tǒng)結構框圖如圖，發(fā)電機和旋轉勵磁機同步旋轉，副勵磁機將與勵磁電樞隨二極管整流器一起旋轉。整流完畢之后，定子電流在交流勵磁機上形成靜態(tài)磁場，該磁場對發(fā)電機進行控制。通過對旋轉勵磁機的勵磁電流和電樞電流的調節(jié)，實現(xiàn)對于發(fā)電機勵磁電流的控制[28]。AVR是相復勵勵磁系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，它可以在負載發(fā)生變化時維持同步發(fā)電機端電壓穩(wěn)定[29]。其工作原理如圖2-5所示：


本文編號：3040218