内河船舶电力推进系统设计

为研发具有自主知识产权的船舶电力推进产品,根据电力推进系统的特性,在对推进电机运动控制、推进系统运行状态控制和船舶电网谐波治理进行研究的基础上,设计内河船舶电力推进系统.船舶的实际运行验证设计方案的正确性.     

基于ReWorks的嵌入式电力推进控制软件

为实现船舶电力推进, 通过对电力推进系统的推进状态研究,应用PC/104硬件平台和ReWorks国产嵌入式实时操作系统,设计内河小型船舶电力推进控制软件.该软件利用嵌入式实时操作系统的多任务特性和文件系统及其便捷的网络套接字划分不同的任务类型,结合本地监控软件实现集操作、监控和现场参数实时配置一体的控制软件框架.通过采集配电板、电动机和齿轮箱的现场数据,控制软件完成对推进变频器的控制.实船试验表明,该控制软件能满足电力推进船舶的实际需要,保证船舶电力推进的稳定运行.     

电力推进系统的进展

电力推进系统在船舶上，特别是在豪华客轮、渡轮等船舶上早已广泛应用。但以往大都采用直流电力推进系统。由于电力电子技术和计算机技术的进展，使现代电力推进系统发生了很大变化。笔者用现代的眼光去看待电力推进系统并进行对比，指出了它们的优点。还介绍了目前已成功地应用到普通船舶上的电力推进装置。     

AFE变频器在船舶电力推进电机控制中的应用

为有效改善船舶电力推进系统电能质量和能量反馈,将有源前端(Active Front End,AFE)变频器应用于船舶电力推进电机控制.根据船舶电力推进系统的特点,选择基于电流内环前馈解耦控制的直接电流控制方法,并对AFE变频器的独立控制和联合控制方式进行研究.用MATLAB/Simulink对这两种方式进行仿真.分析仿真结果,得出这两种控制方式分别适应的电力推进船舶类型.     

船舶电力推进试验平台设计

应用变频传动、计算机控制和现场总线通信等技术,设计船舶电力推进试验平台.整个平台由发电机组、船舶电站、推进变频器、推进电机、负载变频器和负载电机组成.平台的控制系统设计应用集散控制理念,上位监控计算机和现场控制器通过工业以太网连接,现场控制器和变频器、智能传感器通过DP总线连接,完成数据交换和实时监控.该电力推进试验平台能够完成模拟船舶电力推进运行的试验,3个控制系统合理有效的连接运行更能提高电力推进试验平台整体效率,满足设计的要求.     

新能源与电力电子在船舶电力推进中的发展和应用

在新能源与电力电子技术飞速发展的今天,绿色交通工具已成国内外研究的热点,船舶电力推进系统将是其中重要的应用领域之一。本文主要论述功率变换装置在新能源供电系统中的核心作用、电力电子变换技术与现代电源技术的融合,探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面讨论船舶电力推进系统的应用。     

船舶永磁同步推进电动机的基于滑模变结构的SVM-DTC方法

为解决船舶电力推进系统在螺旋桨负载受到风浪干扰时的稳定性问题,采用永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)作为推进电动机,在空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)方法和直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)方法的基础上,提出一种基于滑模变结构的SVM-DTC方法.通过Simulink搭建模型进行船舶工况仿真,对推进电动机的转速和电磁转矩进行分析.仿真结果表明采用滑模控制的船舶电力推进系统具有很好的静态、动态特性和鲁棒性.     

船舶电站多种发电方式的联合运行仿真系统分布式结构的实现

简要介绍已研制完成的船舶电站多种发电方式联合运行仿真系统的总体组成,主要阐述仿真系统分布式结构的设计以及实现,简要说明分布式船舶电站多种发电方式联合运行仿真系统的特色和成果。系统采用了分布式结构,由下位机完成各自的柴油发电机组、轴带发电机组、透平发电机组的仿真,并由上位机实现电力管理,通过通信实现多种发电方式联合运行仿真。构成嵌入式物理一数学仿真,提高仿真设备实时、可靠性,改善了系统性能。     

混合动力船舶的能量管理与控制策略

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务,设计混合动力船舶电力推进系统的架构,研究一套基于规则的混合动力船舶能量管理策略,提出AC/DC与双向DC/DC变换器的协同控制方法.该能量管理策略成功应用于混合动力船舶.能效数据分析证实,该混合动力船舶具有排放少、能耗低、噪声污染少的优点,具有很好的实际应用与推广价值.     

船用多相无刷直流推进电动机的系统建模与仿真

在介绍船用多相无刷直流推进电动机基本原理和结构的基础上,建立电动机的状态空间数学模型,并对多相电压型逆变器的导通方式和输出电压进行深入分析,较好地解决了逆变器与电动机之间的接口问题.作为仿真实例,对五相和普通三相电动机的运行性能进行对比分析.仿真结果表明,多相无刷直流电动机不仅起动电流小、效率高,而且抗干扰可靠性强,在船舶电力推进系统中值得推广应用.     

异步电动机的交流传动试验平台

为满足港航交流传动与变频电源的试验研究需要,设计异步电动机模拟负载能量回馈方式的交流传动试验平台.该试验平台由电源子系统、传动子系统和测试子系统等3部分组成,结合高精度转矩传感器和转矩控制策略,可为被试系统提供6种电压等级,能进行船舶与港口电气传动控制系统试验、交流传动系统电能质量试验、中小船舶电力推进系统陆上联调、变频电源综合试验等研究.结果表明,该试验平台电能消耗少;功能、性能方面能满足港航传动系统的需求;可为港航领域大功率交流传动系统的研制开发提供试验环境和技术支撑.     

基于齐次有限时间收敛的电控柴油机转速自抗扰控制方法

针对船用电控柴油机推进控制系统存在模型偏差、负载扰动等不确定性问题,设计基于齐次有限时间收敛的柴油机转速自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。利用齐次有限时间收敛理论设计ADRC的误差反馈控制律,并进行有限时间收敛证明。利用反双曲正弦函数构造ADRC的跟踪微分器和扩展状态观测器,使其调节参数少、稳定性证明简单。仿真试验表明:改进算法收敛速度快、抗扰能力强。