【摘要】：電力推進(jìn)系統(tǒng)作為船舶的動力,與機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)相比優(yōu)勢明顯,具有廣闊的市場前景。逆變器并聯(lián)在船舶電力推進(jìn)這種低壓大電流場合能夠有效增大系統(tǒng)容量,同時(shí)逆變器并聯(lián)能夠增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。本文針對船舶電力推進(jìn)逆變器并聯(lián)的環(huán)流均流問題及傳動控制的特殊問題進(jìn)行了研究。公共直流母線逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),在零序電壓的作用下造成環(huán)流,環(huán)流不僅浪費(fèi)了系統(tǒng)的容量,造成額外的損耗,還會對控制造成干擾。本文分析了公共直流母線逆變器并聯(lián)載波移相時(shí)各類諧波電壓下的環(huán)流回路,討論了零序環(huán)流抑制方法。另外由于并聯(lián)逆變器器件參數(shù)的雜散特性,各并聯(lián)逆變器會出現(xiàn)不均流的情況,本文提出平均電流控制方法,采用雙內(nèi)環(huán)控制來均衡并聯(lián)逆變器輸出電流。獨(dú)立母線逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),在特定脈沖組合下,環(huán)流回路串入電容形成環(huán)流回路電動勢,造成環(huán)流。分析了載波移相時(shí)獨(dú)立母線三電平逆變器并聯(lián)各類諧波電壓下的環(huán)流回路以及影響環(huán)流大小的因素,給出了環(huán)流抑制的方法。針對船舶推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特殊問題,為防止逆變器過調(diào)制,添加電壓閉環(huán)反饋控制,對電機(jī)進(jìn)行弱磁,降低額定速度額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)電機(jī)反電動勢,有效避免電機(jī)電流振蕩；在功率限制的問題上,添加功率環(huán),實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電機(jī)速度給定,使得在任意負(fù)載下,電機(jī)功率都不超過功率限值,保證船舶電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；針對零速帶載的運(yùn)行工況,改進(jìn)原有的三電平中點(diǎn)控制算法,在零速度大負(fù)載的情況下,能夠保持中點(diǎn)電位波動在合理范圍之內(nèi),保證逆變器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,逆變器并聯(lián)雙內(nèi)環(huán)控制能夠有效實(shí)現(xiàn)均流,同時(shí)環(huán)流得到有效抑制。現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況表明,在功率限制及零速帶載情況下系統(tǒng)都能穩(wěn)定運(yùn)行。
[Abstract]:As the power of ship, electric propulsion system has obvious advantages compared with mechanical propulsion system and has a broad market prospect. The parallel inverter can effectively increase the system capacity and enhance the system flexibility in the case of marine electric propulsion with low voltage and high current. In this paper, the circulating current sharing problem of marine electric propulsion inverter and the special problem of transmission control are studied. When the common DC bus inverter is operated in parallel the circulation is caused by zero sequence voltage which not only wastes the capacity of the system but also causes extra loss and disturbance to the control system. In this paper, the loop of common DC bus inverter with parallel carrier phase shift is analyzed, and the zero sequence loop suppression method is discussed. In addition, due to the spurious characteristics of the device parameters of parallel inverter, the parallel inverter will have uneven current. In this paper, an average current control method is proposed, in which the output current of parallel inverter is equalized by double inner loop control. When the independent busbar inverter is running in parallel, under the special pulse combination, the loop circuit cascade capacitance forms the loop electromotive force, resulting in the circulation. This paper analyzes the circulation loop and the factors affecting the circulation size of the independent busbar three-level inverter with parallel harmonic voltages when the carrier phase is shifted, and gives the method of loop suppression. Aiming at the special problems in the design of marine propulsion motor system, in order to prevent the inverter from overmodulation and to add voltage closed-loop feedback control, the motor is weak in magnetic field and the rated speed is reduced when the rated load is running. In the problem of power limitation, the power loop is added to adjust the speed of the motor in real time, so that the power of the motor does not exceed the power limit under any load, so as to ensure the safe and stable operation of the ship power network. In view of the operation condition of zero speed band load, the original three-level neutral point control algorithm is improved, which can keep the neutral point potential fluctuation within a reasonable range and ensure the safe and stable operation of the inverter under the condition of zero speed and large load. The simulation and experiment show that the parallel double inner loop control of the inverter can effectively realize the current sharing and the circulation is effectively suppressed. The field operation shows that the system can operate stably under the condition of power limit and zero speed load.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.14

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本文編號：2166813