本文關(guān)鍵詞：船用軸帶無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)的實用控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 船用軸帶發(fā)電系統(tǒng) 無刷雙饋電機 標量控制 矢量控制

【摘要】：無刷雙饋電機是一種新型的交流勵磁雙饋電機,因為省去了電刷和滑環(huán)結(jié)構(gòu),使得其維護性和可靠性都明顯提升,無刷雙饋電機僅需要采用電機額定容量的1/3左右容量的控制變頻器就能滿足控制需求,所以相比傳統(tǒng)異步電機,無刷雙饋電機的控制系統(tǒng)硬件成本大幅降低。無刷雙饋電機還具有變速恒頻發(fā)電的特點,在類似風力發(fā)電和船舶軸帶發(fā)電領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。目前限制無刷雙饋電機應(yīng)用的主要是各種先進的控制算法的實用性問題。本文主要研究的是無刷雙饋電機單機發(fā)電控制策略在船用軸帶發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。文章首先介紹了無刷雙饋電機的基本原理以及能量傳遞關(guān)系。通過無刷雙饋電機的等效電路建立了無刷雙饋電機的基本數(shù)學物理模型,在此基礎(chǔ)上利用坐標變換的方法,得到電機在不同坐標系下的數(shù)學模型,通過這些數(shù)學模型可以在Simulink中建立無刷雙饋電機的仿真模型。然后分別根據(jù)采用的不同算法,建立了無刷雙饋電機獨立發(fā)電系統(tǒng)的標量控制模型和矢量解耦控制模型,并利用MATLAB/Simulink建立二者的系統(tǒng)控制仿真模型。其中針對矢量解耦控制分別采用了基于d-q坐標系的電壓閉環(huán)矢量控制和基于M-T坐標系的電流閉環(huán)矢量控制。通過仿真對比,驗證各種控制策略的控制性能,并對比優(yōu)劣性。為了檢驗仿真中的控制策略在實際控制系統(tǒng)中應(yīng)用的效果,建立了一套無刷雙饋電機獨立發(fā)電的實驗平臺,采用標量控制策略進行控制,在實驗過程中根據(jù)實際運行中出現(xiàn)的問題,通過大量實驗,記錄并總結(jié)相關(guān)數(shù)據(jù),建立了一套離線PI數(shù)據(jù)庫,根據(jù)不同的工況選取相應(yīng)的PI參數(shù),使系統(tǒng)在實際工作范圍內(nèi)保持穩(wěn)定發(fā)電。最后,根據(jù)仿真以及實驗結(jié)果,綜合分析應(yīng)用標量控制策略在仿真和實驗中的系統(tǒng)輸出特性,采用標量控制策略可以保證無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)在工況較為簡單的環(huán)境中保持穩(wěn)定,針對于環(huán)境變量較為單一的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng),具有較為不錯的實用性。同時,實驗過程中離線PI數(shù)據(jù)庫的建立可以為接下來無刷雙饋電機實用控制策略通用化研究打下一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：船用軸帶發(fā)電系統(tǒng) 無刷雙饋電機 標量控制 矢量控制
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U665.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題背景9
• 1.2 課題的發(fā)展研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 船用軸帶發(fā)電系統(tǒng)常用的機組類型以及發(fā)展趨勢9-11
• 1.2.2 課題研究的意義11-12
• 1.2.3 無刷雙饋電機的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 無刷雙饋電機控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題所做的主要工作14-16
• 第二章 BDFM的原理及能量變換分析16-25
• 2.1 無刷雙饋電機基本原理16-18
• 2.1.1 無刷雙饋電機的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 無刷雙饋電機的機電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系17-18
• 2.2 BDFM的變速恒頻發(fā)電運行原理18-20
• 2.3 BDFM的能量傳遞分析20-25
• 2.3.1 BDFM等效電路20-21
• 2.3.2 BDFM能量傳遞分析21-25
• 第三章 BDFM的數(shù)學模型及控制策略25-45
• 3.1 BDFM的數(shù)學模型25-38
• 3.1.1 BDFM在三相靜止坐標系下的動態(tài)數(shù)學模型25-29
• 3.1.2 BDFM在轉(zhuǎn)子速d-q軸坐標系數(shù)學模型29-33
• 3.1.3 無刷雙饋發(fā)電機雙同步坐標系模型33-38
• 3.2 BDFM的標量控制策略38-39
• 3.3 BDFM的矢量閉環(huán)控制策略39-45
• 3.3.1 電壓閉環(huán)矢量控制原理39-41
• 3.3.2 電流閉環(huán)矢量控制原理41-45
• 第四章 無刷雙饋發(fā)電機仿真實驗及分析45-64
• 4.1 BDFM標量控制仿真及分析45-52
• 4.2 BDFM電壓閉環(huán)矢量控制仿真及分析52-59
• 4.3 BDFM電流閉環(huán)矢量控制仿真及分析59-63
• 4.4 仿真實驗結(jié)果對比分析63-64
• 第五章 船用軸帶無刷雙饋獨立發(fā)電系統(tǒng)實驗及分析64-77
• 5.1 船用軸帶無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)組成64-65
• 5.2 基于貝加萊控制器的控制側(cè)系統(tǒng)簡介65-69
• 5.3 控制系統(tǒng)程序介紹69-70
• 5.4 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出的控制改進70-71
• 5.5 實驗分析71-76
• 5.5.1 空載試驗及實驗分析71-73
• 5.5.2 帶載實驗及實驗分析73-76
• 5.6 實驗小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文83-84
• 附錄184-85
• 附錄285

，

本文編號：743627