本文關(guān)鍵詞：船用軸帶無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)負(fù)載側(cè)變換器研究

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【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源儲量越來越少,人們越來越開始追求能源的高效利用。在船舶工業(yè)中,越來越多的貨輪開始采用軸帶發(fā)電技術(shù)以提高能源利用率及減少經(jīng)濟成本。軸帶發(fā)電系統(tǒng)中,軸帶電機的選擇至關(guān)重要。無刷雙饋電機由于取消了電刷及滑環(huán),運行可靠性大大提高,因而越來越多的在軸帶發(fā)電領(lǐng)域受到關(guān)注。因此,本文對無刷雙饋電機軸帶發(fā)電系統(tǒng)中的負(fù)載側(cè)變換器的控制做了系統(tǒng)研究。針對無刷雙饋電機這一新型電機,首先闡明了其工作原理,詳細(xì)推導(dǎo)了其穩(wěn)態(tài)等效電路,基于穩(wěn)態(tài)等效電路求出了其能量傳遞關(guān)系。接著,在三相靜止坐標(biāo)系及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系建立了其動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并得出了其矢量等值電路。通過Plecs仿真軟件搭建了無刷雙饋電機的仿真模型,驗證了模型的有效性。建立了負(fù)載側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)控制目標(biāo)選擇了直接電流控制,進(jìn)行了控制器參數(shù)設(shè)計�；讵毩l(fā)電系統(tǒng)的特點,設(shè)計了負(fù)載側(cè)變換器的啟動策略及無功補償策略。最后在Plecs仿真軟件中進(jìn)行了仿真驗證,首先進(jìn)行了負(fù)載側(cè)變換器的單級仿真,接著通過與電機側(cè)變換器級聯(lián),機側(cè)變換器采用標(biāo)量控制,進(jìn)行了兩級級聯(lián)發(fā)電仿真。針對獨立發(fā)電系統(tǒng)負(fù)載電壓諧波含量較高這一問題,分析了其產(chǎn)生原因。在此基礎(chǔ)上,給出了各種濾波電路,并通過比較選定最優(yōu)的濾波電路。分析了濾波器引入產(chǎn)生的穩(wěn)定性問題,采用了無源阻尼法及基于數(shù)字控制的無阻尼法來改善穩(wěn)定性問題。最后通過仿真及實驗驗證了上述方法的有效性。搭建了無刷雙饋電機變速恒頻獨立發(fā)電系統(tǒng)的實驗平臺,編寫了實驗程序,選取了負(fù)載側(cè)變換器的電感電容參數(shù)。在實驗平臺上進(jìn)行了變速恒頻的發(fā)電實驗,得到了比較理想的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能,驗證了上述控制策略的準(zhǔn)確性與可靠性。
【關(guān)鍵詞】：軸帶發(fā)電 無刷雙饋發(fā)電機 PWM整流器 濾波器設(shè)計 無源阻尼 數(shù)字控制 穩(wěn)定性分析
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U665.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 選題背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 無刷雙饋電機的數(shù)學(xué)模型及仿真15-33
• 2.1 無刷雙饋電機的運行原理及能量傳遞關(guān)系15-21
• 2.2 無刷雙饋電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型21-29
• 2.3 模型驗證仿真29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 負(fù)載側(cè)變換器控制策略研究33-54
• 3.1 三相PWM變換器的數(shù)學(xué)模型及雙環(huán)控制策略33-40
• 3.2 獨立發(fā)電系統(tǒng)中PWM整流器的啟動及無功補償研究40-45
• 3.3 單級及兩級級聯(lián)仿真45-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 4 負(fù)載電壓波形改善策略及穩(wěn)定性分析54-72
• 4.1 濾波器結(jié)構(gòu)選取54-58
• 4.2 無源阻尼時穩(wěn)定性分析及濾波器參數(shù)設(shè)計58-61
• 4.3 基于數(shù)字控制的無阻尼濾波器穩(wěn)定性分析61-67
• 4.4 仿真及實驗驗證67-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 無刷雙饋發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)實驗72-86
• 5.1 實驗平臺介紹72-75
• 5.2 負(fù)載側(cè)變換器濾波電感及母線電容值的選取75-81
• 5.3 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及動態(tài)實驗81-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 6 全文總結(jié)和展望86-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-92

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