本文選題：無刷雙饋電機 + 船舶軸帶發(fā)電　； 參考：《華中科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：船舶電力長期依賴于柴油發(fā)電機組發(fā)電,由于使用的輕質(zhì)油價格較高,使得船舶運營成本居高不下。無刷雙饋電機作為一種新型的交流電機,在水泵和風機等負載的變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)和變速恒頻的風力發(fā)電系統(tǒng)、水力發(fā)電系統(tǒng)等中有著廣闊的應(yīng)用前景,經(jīng)過長久的發(fā)展,無刷雙饋電機本體日趨成熟,逐漸達到實用化的階段。因此利用無刷雙饋電機船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)取代獨立的船舶柴油發(fā)電機組受到關(guān)注。本文首先分析了無刷雙饋電機的工作原理,推導(dǎo)了其在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型。通過坐標變換,進一步推導(dǎo)出無刷雙饋電機在轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,大大簡化的其數(shù)學公式,本文的無刷雙饋發(fā)電機仿真建模就是基于此數(shù)學模型。為了便于穩(wěn)態(tài)分析,進一步推導(dǎo)出了無刷雙饋電機的穩(wěn)態(tài)等效電路。其次,詳細地分析了無刷雙饋電機船舶軸帶獨立發(fā)電系統(tǒng)標量控制算法的實現(xiàn),并提出了一種提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的方法—電流前饋補償。本文還提出了無轉(zhuǎn)速傳感器算法的實現(xiàn)。在轉(zhuǎn)速傳感器損壞的情況下,控制系統(tǒng)能自動辨識并切換至無傳感器算法模式。利用MATLAB/SIMULINK的S函數(shù)對無刷雙饋電機建模,并對整個獨立發(fā)電系統(tǒng)、加入電流前饋補償標量控制算法和無轉(zhuǎn)速傳感器算法分別進行了仿真分析。最后,搭建了無刷雙饋電機船舶軸帶獨立發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺。模擬船舶用電負載變化、錨機全壓啟動等各種工況,對發(fā)出電壓進行了實驗分析。并且分別對有無加入電流前饋補償算法以及有傳感算法和無轉(zhuǎn)速傳感器算法模式進行了對比實驗,實驗結(jié)果進一步證明了理論的正確性。
[Abstract]:Ship power generation depends on diesel generator for a long time. Because of the high price of light oil, the cost of ship operation is very high. As a new type of AC motor, brushless doubly-fed machine has a broad application prospect in variable frequency and energy-saving speed regulation system of water pump and fan, variable speed constant frequency wind power system, hydroelectricity system and so on, and has been developed for a long time. Brushless doubly-fed machine body matures gradually, and gradually reaches the practical stage. Therefore, the use of brushless doubly-fed ship shaft belt power generation system to replace independent marine diesel generator units has attracted much attention. This paper first analyzes the working principle of brushless doubly-fed machine and deduces its mathematical model in three-phase stationary coordinate system. Through coordinate transformation, the mathematical model of brushless doubly-fed machine in rotor speed rotating coordinate system is further deduced, which greatly simplifies its mathematical formula. The simulation model of brushless doubly-fed generator in this paper is based on this mathematical model. In order to facilitate steady state analysis, the steady state equivalent circuit of brushless doubly-fed machine is derived. Secondly, the implementation of scalar control algorithm for marine shaft belt independent generation system of brushless doubly-fed machine is analyzed in detail, and a method to improve the dynamic response of the system is proposed, which is current feedforward compensation. The realization of sensorless speed-free algorithm is also presented in this paper. When the speed sensor is damaged, the control system can automatically identify and switch to sensorless algorithm mode. The model of brushless doubly-fed machine is modeled by S function of MATLAB/SIMULINK. The scalar control algorithm with current feedforward compensation and the sensorless speed sensorless algorithm are simulated and analyzed respectively for the whole independent generation system. Finally, an experimental platform for independent generation system of brushless doubly-fed machine is built. In this paper, the output voltage is analyzed experimentally under various conditions such as ship electric load change and full voltage start of the anchor. The experimental results show the correctness of the theory. The current feedforward compensation algorithm, the sensor algorithm and the speed sensorless algorithm are compared with each other, and the experimental results further prove the correctness of the theory.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U665

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本文編號：1864819