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.     

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.     

船舶电力系统3相短路故障仿真

为给船舶电力系统的设计、调试和各种故障试验提供一种有效且经济的手段,在全电力推进船舶电力系统数学模型的基础上,应用MATLAB/SIMULINK搭建船舶电力系统动态数字仿真平台,仿真主推进电机输入电缆3相短路故障,记录推进电机的电流、电压和转速等动态曲线及发电机的励磁电流、励磁电压、电流、电压和转速等动态曲线.结果表明,建立的数字仿真平台可以对船舶电力系统故障进行有效动态及稳态仿真模拟,可对船舶电力系统的故障动态研究提供参考.     

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.     

内河船舶电力推进系统研究与设计

船舶电力推进是当今造船界研究的一个热点,而迄今为止我国尚无具有自主知识产权的电力推进产品,为此研究设计了内河船舶电力推进系统。根据电力推进系统的特性,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了深入研究,提出了解决方法。船舶的实际运行验证了设计方案的正确性。     

静止无功发生器在船舶轴带发电机系统中的应用

介绍以三相变流器为主电路结构的静止无功发生器(SVG)装置的工作原理,结合电力电子的静止无功补偿技术及其最新发展阐述基于三相电路瞬时无功功率理论的无功电流和谐波的检测方法,对采用瞬时无功功率理论控制方法的静止无功发生器在船舶轴带发电机系统中的应用进行研究,并给出系统基于Matlab的仿真.根据船舶轴带发电机的特点和仿真结果,有效地验证了在船舶轴带发电机系统中采用静止无功发生器取代同步补偿器的可行性.     

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.     

基于CAN总线和分布式结构的船舶电站多种发电方式仿真

为进行船舶电站仿真系统中多种发电方式联合运行的研究及管理、操作、训练,实现多个学员的同时教学和实操,克服集中型仿真系统缺点,对船舶电站多种发电方式联合运行仿真采用分布式结构,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CAN总线通信实现多种发电方式联合运行.对CAN总线运行过程中偶尔出现通信失败的状况进行分析,从而改进CAN总线通信接口硬件/软件的设计,提高CAN总线性能,使其更好地运用于该仿真系统.结果表明该设计方法提高仿真设备的实时性、可靠性,改善系统性能.     

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。     

Facing a Problem of Electrical Energy Quality in Ship Networks-measurements, Estimation, Control

In this paper, electrical energy quality and its indices in ship electric networks are introduced, especially the meaning of electrical energy quality terms in voltage and active and reactive power distribution indices. Then methods of measurement of marine electrical energy indices are introduced in details and a microprocessor measurement-diagnosis system with the function of measurement and control is designed. Afterwards, estimation and control of electrical power quality of marine electrical power networks are introduced. And finally, according to the existing method of measurement and control of electrical power quality in ship power networks, the improvement of relative method is proposed.     

基于LCL滤波器的船舶轴带发电机PWM整流器

为改善船舶轴带发电机的性能，基于LCL滤波器的PWM整流器被应用到船舶轴带发电机系统中.为抑制LCL滤波器的谐振峰值，在不额外增加传感器的情况下，设计一种新颖的电流控制器.通过Luenberger观测器来预测电容电流，然后通过虚拟电阻反馈此电流引入有源阻尼，进而抑制LCL滤波器谐振峰值；在此基础上设计整流电压和变流器侧电流双闭环控制策略，提高整流侧直流电压和变流器侧交流电流的动态响应速度和抗干扰能力；最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性.     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

在船舶中压直流(medium voltage direct current,MVDC)电力系统中,为解决功率为36 MW的发电机电压的整流问题,建立适用于船舶MVDC电力系统的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)模型。在空间矢量控制方法的基础上,加入桥臂电压控制。在直流电压为5kV及负载不同的情况下,应用MATLAB/Simulink对该模型进行仿真,验证模型和控制方法的有效性。基于此,研究该模型在不同直流电压(5~30 kV)等级下的性能表现。仿真结果表明:在36MW/5 kV的额定工况下MMC存在效率低的问题;直流电压等级对MMC输出直流电压的纹波影响不大,但对MMC的效率有明显的影响。