發(fā)布時(shí)間：2017-08-27 01:11

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

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【摘要】：無(wú)刷雙饋電機(jī)是一種新型的交流勵(lì)磁雙饋電機(jī),因?yàn)槭∪チ穗娝⒑突h(huán)結(jié)構(gòu),使得其維護(hù)性和可靠性都明顯提升,無(wú)刷雙饋電機(jī)僅需要采用電機(jī)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(jī),無(wú)刷雙饋電機(jī)的控制系統(tǒng)硬件成本大幅降低。無(wú)刷雙饋電機(jī)還具有變速恒頻發(fā)電的特點(diǎn),在類似風(fēng)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(wú)刷雙饋電機(jī)應(yīng)用的主要是各種先進(jìn)的控制算法的實(shí)用性問(wèn)題。本文主要研究的是無(wú)刷雙饋電機(jī)單機(jī)發(fā)電控制策略在船用軸帶發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題。文章首先介紹了無(wú)刷雙饋電機(jī)的基本原理以及能量傳遞關(guān)系。通過(guò)無(wú)刷雙饋電機(jī)的等效電路建立了無(wú)刷雙饋電機(jī)的基本數(shù)學(xué)物理模型,在此基礎(chǔ)上利用坐標(biāo)變換的方法,得到電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)這些數(shù)學(xué)模型可以在Simulink中建立無(wú)刷雙饋電機(jī)的仿真模型。然后分別根據(jù)采用的不同算法,建立了無(wú)刷雙饋電機(jī)獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的標(biāo)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(duì)矢量解耦控制分別采用了基于d-q坐標(biāo)系的電壓閉環(huán)矢量控制和基于M-T坐標(biāo)系的電流閉環(huán)矢量控制。通過(guò)仿真對(duì)比,驗(yàn)證各種控制策略的控制性能,并對(duì)比優(yōu)劣性。為了檢驗(yàn)仿真中的控制策略在實(shí)際控制系統(tǒng)中應(yīng)用的效果,建立了一套無(wú)刷雙饋電機(jī)獨(dú)立發(fā)電的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采用標(biāo)量控制策略進(jìn)行控制,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn),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(kù),根據(jù)不同的工況選取相應(yīng)的PI參數(shù),使系統(tǒng)在實(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果,綜合分析應(yīng)用標(biāo)量控制策略在仿真和實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)輸出特性,采用標(biāo)量控制策略可以保證無(wú)刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)在工況較為簡(jiǎn)單的環(huán)境中保持穩(wěn)定,針對(duì)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(cuò)的實(shí)用性。同時(shí),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中離線PI數(shù)據(jù)庫(kù)的建立可以為接下來(lái)無(wú)刷雙饋電機(jī)實(shí)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(wú)刷雙饋電機(jī) 標(biāo)量控制 矢量控制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(jī)組類型以及發(fā)展趨勢(shì)9-11
• 1.2.2 課題研究的意義11-12
• 1.2.3 無(wú)刷雙饋電機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 無(wú)刷雙饋電機(jī)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(wú)刷雙饋電機(jī)基本原理16-18
• 2.1.1 無(wú)刷雙饋電機(jī)的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 無(wú)刷雙饋電機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系17-18
• 2.2 BDFM的變速恒頻發(fā)電運(yùn)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(xué)模型及控制策略25-45
• 3.1 BDFM的數(shù)學(xué)模型25-38
• 3.1.1 BDFM在三相靜止坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型25-29
• 3.1.2 BDFM在轉(zhuǎn)子速d-q軸坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型29-33
• 3.1.3 無(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)雙同步坐標(biāo)系模型33-38
• 3.2 BDFM的標(biāo)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(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)及分析45-64
• 4.1 BDFM標(biāo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析63-64
• 第五章 船用軸帶無(wú)刷雙饋獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及分析64-77
• 5.1 船用軸帶無(wú)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(jiǎn)介65-69
• 5.3 控制系統(tǒng)程序介紹69-70
• 5.4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的控制改進(jìn)70-71
• 5.5 實(shí)驗(yàn)分析71-76
• 5.5.1 空載試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)分析71-73
• 5.5.2 帶載實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)分析73-76
• 5.6 實(shí)驗(yàn)小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文83-84
• 附錄184-85
• 附錄285

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本文編號(hào)：743627