基于MRAS船舶異步推進(jìn)電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制研究.pdf

1、電力電子與運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)被看作是計(jì)算機(jī)技術(shù)后的第二次重大技術(shù)變革，它極大地改變?nèi)祟?lèi)的能源與生活。在電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，交流電機(jī)、直流電機(jī)兩大電氣傳動(dòng)并存在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。如今，隨著新型電力電子器件的成熟與普及，交流調(diào)速系統(tǒng)迅速發(fā)展。由于交流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)和可靠性等方面的優(yōu)勢(shì)，在電力推進(jìn)船舶中，已逐步取代直流電機(jī)成為船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中推進(jìn)電機(jī)的首選。本文主要研究船舶推進(jìn)電機(jī)的無(wú)速度傳感器矢量控制方法，對(duì)我國(guó)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的理論研究具有一

2、定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先分析了異步電機(jī)無(wú)速度傳感器控制系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，歸納、總結(jié)了各種轉(zhuǎn)速辨識(shí)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在研究異步電機(jī)矢量控制原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)三相交流異步電動(dòng)機(jī)在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，在MATLAB/Simulink中搭建基于電流滯環(huán)PWM調(diào)制策略直接轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，利用本實(shí)驗(yàn)室鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的電機(jī)參數(shù)得到仿真結(jié)果，并進(jìn)行分析。本文利用模型參考自適應(yīng)方法作為轉(zhuǎn)速辨識(shí)方法，選取轉(zhuǎn)子磁

3、鏈電壓方程作為模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的參考模型，選取轉(zhuǎn)子磁鏈的電流方程作為可調(diào)模型，通過(guò)波波夫超穩(wěn)定理論推導(dǎo)自適應(yīng)率，在MATLAB軟件中建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)速辨識(shí)模型，通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證該模型辨識(shí)的準(zhǔn)確性。本文通過(guò)研究無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)，給出了基于SPWM異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)框圖，在MATLAB/Simulink中建立通過(guò)機(jī)械軸連接的兩臺(tái)鼠籠型異步電機(jī)的電機(jī)互饋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真模型，兩臺(tái)電機(jī)均采用無(wú)速度傳感器矢量控制方式，得到的仿真結(jié)

4、果驗(yàn)證了該模型能夠在推進(jìn)電機(jī)給定轉(zhuǎn)速和負(fù)載電機(jī)給定電磁轉(zhuǎn)矩的情況下穩(wěn)定運(yùn)行。
　　 最后，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電機(jī)互饋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，該平臺(tái)由兩臺(tái)三相鼠籠型異步電機(jī)、上位機(jī)WINCC，下位機(jī)S7-300PLC和西門(mén)子S120高性能變頻控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)由一臺(tái)異步電機(jī)模擬船舶推進(jìn)電機(jī)，工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。另一臺(tái)作為模擬船舶螺旋槳負(fù)載特性的負(fù)載電機(jī)，通常工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。通過(guò)實(shí)測(cè)該系統(tǒng)的電流，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的信號(hào)，繪制成曲線，對(duì)設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)進(jìn)行