本文關(guān)鍵詞：島際小型電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制器的研究

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【摘要】：目前舟山現(xiàn)有的島際小型交通船仍以柴油機(jī)船舶為主,柴油機(jī)船舶在工作時(shí)不僅會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣,而且會(huì)發(fā)出很大的噪聲,因此不符合環(huán)保和節(jié)能的要求。然而,電動(dòng)船舶的電力推進(jìn)系統(tǒng)采用蓄電池進(jìn)行供電,碼頭或港口補(bǔ)充能量,可以完全摒棄傳統(tǒng)的柴油機(jī)動(dòng)力,避免柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣和噪聲對(duì)海洋環(huán)境造成污染,并大大提高了工作效率。隨著高能蓄電池和快速充電技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)代電動(dòng)船舶完全可以在短途的島際交通運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)汽車同樣的價(jià)值。以蓄電池為供電來(lái)源的船舶電力推進(jìn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)才剛剛起步,而電力推進(jìn)效率的關(guān)鍵之一就是電機(jī)控制器的性能。由于永磁同步電機(jī)(PMSM)與其它推進(jìn)電機(jī)相比,其整體性能很高,但目前只適用于小功率推進(jìn)系統(tǒng),因此本文以島際小型電動(dòng)船舶的直流推進(jìn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,主要對(duì)PMSM控制器進(jìn)行了研究。首先對(duì)PMSM的矢量控制理論進(jìn)行剖析,選擇了速度環(huán)和電流環(huán)的雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)的控制方案。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了id=0的PMSM矢量控制方式,并詳細(xì)闡述了SVPWM的脈寬調(diào)制方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。其次,硬件的設(shè)計(jì)基于Altium Designer Winter 09開(kāi)發(fā)平臺(tái),以TI公司的DSP芯片TMS320F2812為關(guān)鍵元器件設(shè)計(jì)了PMSM控制器的控制板硬件電路,以Fuji公司的功率開(kāi)關(guān)器件IGBT模塊2MBI200S-120為關(guān)鍵元器件設(shè)計(jì)了PMSM控制器的功率板硬件電路,并以風(fēng)帆公司的蓄電池6-CQ(A)-225為單體設(shè)計(jì)了直流供電系統(tǒng)。此外,軟件的設(shè)計(jì)基于CCS 3.3開(kāi)發(fā)環(huán)境,采用C語(yǔ)言編寫了的PMSM矢量控制系統(tǒng)軟件部分。最后,為了檢驗(yàn)本文設(shè)計(jì)的PMSM控制器能否適應(yīng)系統(tǒng)的控制要求,一方面,基于Matlab/Simulink平臺(tái),搭建了PMSM的矢量控制系統(tǒng)仿真模型,仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能符合要求。另一方面,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的PMSM控制器實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明,該控制器能夠滿足小型島際電動(dòng)船推進(jìn)電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用要求。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)船舶 PMSM 矢量控制 DSP SVPWM
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U665.11;TM341
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題研究背景和意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)船舶研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.1 國(guó)外電動(dòng)船舶研究現(xiàn)狀15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)船舶研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 PMSM的優(yōu)越性及其控制要求16-18
• 1.3.1 多種推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的比較16-17
• 1.3.2 PMSM控制器的性能指標(biāo)以及控制要求17-18
• 1.4 PMSM矢量控制策略的發(fā)展及應(yīng)用18
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章PMSM的矢量控制算法實(shí)現(xiàn)原理20-37
• 2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2 PMSM矢量控制方式的選擇22-23
• 2.3 PMSM的矢量控制模型23-24
• 2.4 SVPWM算法的實(shí)現(xiàn)24-37
• 2.4.1 SVPWM的基本原理25-27
• 2.4.2 SVPWM法則27-32
• 2.4.3 合成矢量所在扇區(qū)號(hào)的判斷32-33
• 2.4.4 基本矢量的作用時(shí)間計(jì)算33-37
• 第三章 控制器的硬件設(shè)計(jì)37-48
• 3.1 控制板硬件設(shè)計(jì)38-41
• 3.1.1 主控芯片及其外圍接口電路38-39
• 3.1.2 電源轉(zhuǎn)換接口電路39-40
• 3.1.3 正交編碼脈沖電路40-41
• 3.1.4 其他電路41
• 3.2 功率板硬件設(shè)計(jì)41-48
• 3.2.1 主電路41-43
• 3.2.2 三相逆變橋的IGBT驅(qū)動(dòng)電路43-44
• 3.2.3 檢測(cè)電路44-48
• 第四章 電池系統(tǒng)48-52
• 4.1 電動(dòng)船舶的負(fù)荷計(jì)算48-49
• 4.2 蓄電池的連接方式49-51
• 4.3 電池管理系統(tǒng)51-52
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52-58
• 5.1 軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)52
• 5.2 系統(tǒng)主程序52-53
• 5.3 定子電流與直流母線電壓/電流檢測(cè)子程序53-54
• 5.4 轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)子程序54-55
• 5.5 數(shù)字PI調(diào)節(jié)子程序55-56
• 5.6 SVPWM發(fā)生子程序56-58
• 第六章PMSM控制器仿真試驗(yàn)58-65
• 6.1 仿真模型的建立58
• 6.2 仿真結(jié)果分析58-65
• 第七章 永磁同步電機(jī)控制器產(chǎn)品試制研究65-69
• 7.1 電動(dòng)船控制器的電磁兼容性設(shè)計(jì)65-67
• 7.1.1 強(qiáng)電部分電磁兼容性設(shè)計(jì)65-66
• 7.1.2 弱電部分電磁兼容性設(shè)計(jì)66-67
• 7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-69
• 第八章 總結(jié)和展望69-71
• 8.1 全文總結(jié)69
• 8.2 后續(xù)展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果75-76
• 附錄1 PWM輸出程序76-77
• 附錄2 正交編碼脈沖輸入控制程序7

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1 陳海兵,楊松華,吳耿峰;專用數(shù)字電機(jī)控制器的研究與設(shè)計(jì)[J];機(jī)電一體化;2004年02期

2 任靖福;;直流電機(jī)控制器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2007年04期

3 周峻雄;;新型電磁謂速電機(jī)控制器通過(guò)技術(shù)鑒定[J];微特電機(jī);1991年05期

4 文飛,徐新軍,AnalogDevicesInc,Dr.FinbarrMoyniban,Dr.PaulKettle;嵌入式DSP在電機(jī)控制器中的應(yīng)用[J];電子產(chǎn)品世界;1999年09期

5 韓洪洪;夏超英;;基于Infineon TC1782的電機(jī)控制器設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù);2014年01期

6 于方;;直流電機(jī)控制器[J];微電機(jī);1989年04期

7 陳竹;;電動(dòng)自行車有刷電機(jī)控制器原理與維修要點(diǎn)[J];電動(dòng)自行車;2011年03期

8 李本紅;電機(jī)控制器與電子測(cè)速器在電機(jī)中的應(yīng)用[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2004年06期

9 楊光;張家棟;梁裕國(guó);;電動(dòng)汽車電機(jī)控制器控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)[J];變流技術(shù)與電力牽引;2007年02期

10 王磊;吳懷技;徐軍;張碩;;基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)控制器設(shè)計(jì)與仿真[J];測(cè)控技術(shù);2009年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 郭曉東;王玉光;張繼業(yè);;智能電機(jī)控制器在工業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用研究[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)第六屆青年科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

2 鄭陸海;金建勛;周寶舟;熊杰;廖西;王爭(zhēng)光;張長(zhǎng)明;;基于XC167CI的永磁同步電機(jī)控制器設(shè)計(jì)[A];2007'儀表，自動(dòng)化及先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集（二）[C];2007年

3 高偉新;張宏;;伺服電機(jī)控制器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

4 闞宏林;史文浩;劉鴻雁;;基于P89C58的伺服電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)和研究[A];制造技術(shù)自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 本報(bào)記者 李映;電機(jī)控制器：軟硬兼施才能有的放矢[N];中國(guó)電子報(bào);2013年

2 遼寧 徐濤;DK-2B型電磁調(diào)速電機(jī)控制器原理與檢修[N];電子報(bào);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉嘉奇;風(fēng)機(jī)電機(jī)控制器研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 任靖福;直流電機(jī)控制器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2007年

3 蔣玲;電動(dòng)汽車電機(jī)控制器的人機(jī)交互設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2009年

4 曹健;應(yīng)用于直流電機(jī)控制器的通用編程器的開(kāi)發(fā)[D];蘇州大學(xué);2006年

5 楊湘木;電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

6 尹偉;純電動(dòng)汽車電機(jī)控制器的研究[D];山東大學(xué);2014年

7 翟璐;交流電機(jī)控制器手操器的軟件硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[D];天津大學(xué);2010年

8 王程;大功率直流電機(jī)控制器的研制[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

9 梅義成;開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的模塊化伺服電機(jī)控制器研究[D];寧波大學(xué);2012年

10 王春柱;基于CAN總線的電機(jī)控制器監(jiān)控系統(tǒng)[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：814907