船用永磁同步電動機推進系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、由于電力電子技術(shù)的發(fā)展和大功率交流電機變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，電力推進技術(shù)逐漸成為船舶動力裝置的發(fā)展方向。隨著DSP的問世和永磁電動機及其控制技術(shù)的快速發(fā)展，以永磁同步電動機為推進電機、采用高性能控制策略的全數(shù)字化電力推進技術(shù)顯示出廣闊的應(yīng)用前景。目前我國在船舶電力推進技術(shù)的研究方面還處于起步階段，因此開展這方面的建模和仿真研究，能夠加深對船舶電力推進系統(tǒng)的理解，同時希望能夠促進我國船舶電力推進系統(tǒng)的理論研究。
　　 本文首先根

2、據(jù)永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型，計算得到了船用大功率永磁電動機穩(wěn)定運行時的電感等參數(shù)。其次在深入研究永磁同步電動機矢量控制理論的基礎(chǔ)上，建立了基于電流滯環(huán)PWM、SPWM和SVPWM三種調(diào)制策略的永磁電動機矢量控制仿真模型，并對模型進行了仿真分析與比較。當采用電流滯環(huán)PWM控制時，系統(tǒng)比較簡單，系統(tǒng)響應(yīng)時間短，但當系統(tǒng)受到階躍擾動時，轉(zhuǎn)速的波動比較大；而采用SPWM和SVPWM控制時，系統(tǒng)比較復(fù)雜，在電機啟動階段，轉(zhuǎn)速的波動比較大。但系統(tǒng)受

3、到擾動后，轉(zhuǎn)速的波動都比較小，而且當系統(tǒng)穩(wěn)定后電機電磁轉(zhuǎn)矩的脈動也比采用電流滯環(huán)PWM時要小。接著對永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的理論進行了研究，建立了基于傳統(tǒng)開關(guān)表選擇和空間電壓矢量調(diào)制的永磁電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，仿真結(jié)果表明，采用空間電壓矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有快速的動態(tài)響應(yīng)特性，同時又有效減小了轉(zhuǎn)矩的脈動。最后本文對船槳的仿真模型進行了分析與研究，并建立了以該模型做為電動機負載輸入的綜合電力推進系統(tǒng)仿真模型。