船舶電力推進系統中無速度傳感器DTC研究.pdf

1、分 類 號UD C密 級單位 代碼 10 15 1船 舶 電力推進 系統 中無速度傳感器 DTC 研 究尚 德 喜指 導教師 劉 彥 呈文 元 全職 稱 教授副 教授學 位 授 予 單 位 大連 海 事大 學申請 學位 級 別 工 學 碩 士 學科 與專 業(yè) 輪 機 工 程論 文 完 成 日期 2008 年 5 月 論 文答辯 日期 2008 年 6 月答辯 委 員會 主席 今沖蠟中 文 摘 要摘 要近 幾 十 年 來 ，隨著 電力 電

2、子 技 術 的發(fā)展 和 大 功 率 交 流 電機 變 頻 調速 技 術 的 日趨 成 熟 ， 電力推進 技術 在 民用 和 軍用 船 舶 上 逐 漸 顯 示 出其 優(yōu) 越 性 ，成 為未 來 船 舶動 力 裝 置 的發(fā)展方 向。其 中， 以數 字 信 號處 理 技 術 為基 礎 、 以永磁 同步 電機 為推進 電機 、采 用高性 能控制 策略如矢量控 制 、直 接轉矩控制 、無速度傳感器等控制的全數 字化 電力推進 船 舶 更 是顯 示

3、 出廣 闊 的應 用 前 景 。當前 國 內對 船 舶 電力推 進技術 的研 究還 處 于起 步 階 段 ，深 入 開展 這 方面 的建 模 和 仿真 ，對 促進 我 國船 舶 電力推進 系統 的理 論研 究與產 品開發(fā)具 有重要 的現 實意義 。本 文 首先 分析 了 電力 推 進 系 統 的結 構 及其 較 傳 統推 進 系 統 具 有 的優(yōu) 缺 點 ，并在研 究螺 旋槳推 力 、扭 矩無 因次系 數 的 曲線擬 合 的基 礎上 建

4、 立 了船 槳 的仿真模 型 。其 次 ，分析 了永磁 同步 電機 直接 轉 矩 控 制 的原理 ，針 對 常 規(guī) 直 接 轉矩 控 制 存 在 開關 頻 率不 固定 、轉 矩 脈 動 較 大 的缺 陷 ，結合 直 接 轉矩 控 制 的優(yōu) 點 ，采 用 了一種 磁鏈 誤差觀 測基 礎上 的直接轉 矩 控制 空 間矢量調 制 (SV M 一 D T C) 方法 。它 主要基 于空間矢 量控 制 能夠 實現 電壓 空 間矢 量 的連 續(xù) 調

5、 節(jié) 的原理 。仿 真 與 實驗 結果證 明 ，SV M 一 D T C 既保 持 了直 接 轉矩 控 制 的快 速 動態(tài) 響應 特 性 ，又 有 效減 小 了轉矩 的脈動 ，極大地 提 高 了系 統 的控 制 性 能 。再 次 ，本 文 還對 無 速 度 傳感器 控 制 方 法 中的電機基 本 方程法 和 模 型 參 考 自適 應 法 兩種 速 度 辨 識 方 案進 行 了建模 仿 真 。在 分 析二 者 優(yōu) 缺 點 的基 礎 上 ，

6、提 出 了一 種 復 合 轉 速 估 計 法 ，仿 真 結 果 表 明該 辨 識 方 案 既具有 電機 的基本 方 程法 動 態(tài) 性 能較 好 的特 點 ，也 具有 模 型參 考 自適應 法 轉 速 估 計精 確 的特 點 。最 后 ，將 船 槳 模 型 、推 進 電機 控 制 模 型 結 合 起 來 ，建 立 船 舶 綜 合 電力推 進 系 統 模 型 ，仿 真 了從 靜 止 加速 到 全 航 速 和 三 級 啟動 的動 態(tài) 過程 。