本文關(guān)鍵詞：船用軸帶無刷雙饋發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制研究　出處：《大連海事大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：航運(yùn)業(yè)的低迷、環(huán)保意識(shí)的提高和高額的運(yùn)營成本使得節(jié)能減排技術(shù)日益受到各大航運(yùn)企業(yè)的重視,船舶軸帶發(fā)電機(jī)利用主機(jī)的富余功率進(jìn)行發(fā)電有效地提高了船舶電站的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)存在變頻器容量大、造價(jià)高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢和可靠性低等缺點(diǎn)。無刷雙饋電機(jī)采用一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子,配備一個(gè)小容量的變頻器即可在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒頻恒壓發(fā)電。無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)具有可靠性高、成本低等特點(diǎn),在船舶發(fā)電領(lǐng)域?qū)⒕哂辛己玫陌l(fā)展前景。本文在論述船舶軸帶發(fā)電機(jī)與無刷雙饋電機(jī)的發(fā)展歷程、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和無刷雙饋電機(jī)用作船舶軸帶發(fā)電機(jī)所具有的優(yōu)勢(shì)和意義的基礎(chǔ)上分析了無刷雙饋電機(jī)的運(yùn)行原理和特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)調(diào)制理論,介紹了無刷雙饋電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),定子上存在功率繞組和控制繞組兩套繞組,轉(zhuǎn)子有嵌套籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、凸極磁阻轉(zhuǎn)子、徑向疊片磁阻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等多種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),具有異步運(yùn)行、同步運(yùn)行、雙饋調(diào)速運(yùn)行和發(fā)電運(yùn)行等多種運(yùn)行方式。針對(duì)無刷雙饋電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸問題,采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇,確定將徑向疊片磁阻轉(zhuǎn)子作為研究對(duì)象。利用有限元軟件Ansoft Maxwell對(duì)徑向疊片磁阻轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,主要包括極弧系數(shù)、導(dǎo)磁層數(shù)目、導(dǎo)磁層寬度和導(dǎo)磁層與轉(zhuǎn)子軸心的距離等,得出了最優(yōu)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù),并對(duì)無刷雙饋電機(jī)的電感參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)無刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,利用Matlab/simulink軟件搭建船用軸帶無刷雙饋發(fā)電機(jī)的標(biāo)量控制模型進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了船用軸帶無刷雙饋電機(jī)標(biāo)量控制策略合理可行。
[Abstract]:Due to the downturn of shipping industry, the improvement of environmental awareness and the high operating cost, energy saving and emission reduction technology has been paid more and more attention by major shipping enterprises. Marine shaft generator can effectively improve the economy of ship power station by using the spare power of the main engine. The current marine shaft belt power generation system has large inverter capacity and high cost. The dynamic response is slow and the reliability is low. The brushless doubly-fed machine adopts a special structure rotor. Equipped with a small capacity frequency converter can achieve constant frequency constant voltage power generation in a wide range of rotational speed. The brushless doubly-fed power generation system has the characteristics of high reliability and low cost. There will be a good prospect in the field of ship power generation. This paper discusses the development of marine shaft generator and brushless doubly-fed machine. On the basis of the research status at home and abroad and the advantages and significance of brushless doubly-fed machine used as marine shaft generator, the operating principle of brushless doubly-fed machine and the theory of magnetic field modulation of special rotor structure are analyzed. This paper introduces the structural characteristics of brushless doubly-fed machine. There are two sets of windings on the stator, power winding and control winding, nested cage rotor structure and salient pole magnetoresistive rotor. Radial laminated magnetoresistive rotor structure and winding rotor structure and other rotor structures, with asynchronous operation, synchronous operation. Aiming at the structural dimension of brushless doubly-fed machine, the empirical formula is used to calculate and select the rotor structure. The radial laminated magnetoresistive rotor is chosen as the research object. The parameters of the radial laminated magnetoresistive rotor are optimized by the finite element software Ansoft Maxwell, including the polar arc coefficient. The optimal rotor structure parameters are obtained, such as the number of magnetic conductors, the width of magnetic conductors and the distance between the magnetic conductors and the rotor axis, and the inductance parameters of brushless doubly-fed machines are calculated. According to the mathematical model of brushless doubly-fed machines. The scalar control model of marine shaft brushless doubly-fed generator is built by using Matlab/simulink software. The simulation results show that the scalar control strategy of marine shaft brushless doubly-fed generator is reasonable and feasible.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U665.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1412581