船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)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(jìn) 系統(tǒng) 中無速度傳感器 DTC 研 究尚 德 喜指 導(dǎo)教師 劉 彥 呈文 元 全職 稱 教授副 教授學(xué) 位 授 予 單 位 大連 海 事大 學(xué)申請 學(xué)位 級 別 工 學(xué) 碩 士 學(xué)科 與專 業(yè) 輪 機(jī) 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(shù) 的發(fā)展 和 大 功 率 交 流 電機(jī) 變 頻 調(diào)速 技 術(shù) 的 日趨 成 熟 ， 電力推進(jìn) 技術(shù) 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(dòng) 力 裝 置 的發(fā)展方 向。其 中， 以數(shù) 字 信 號處 理 技 術(shù) 為基 礎(chǔ) 、 以永磁 同步 電機(jī) 為推進(jìn) 電機(jī) 、采 用高性 能控制 策略如矢量控 制 、直 接轉(zhuǎn)矩控制 、無速度傳感器等控制的全數(shù) 字化 電力推進(jìn) 船 舶 更 是顯 示

3、 出廣 闊 的應(yīng) 用 前 景 。當(dāng)前 國 內(nèi)對 船 舶 電力推 進(jìn)技術(shù) 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(jìn) 我 國船 舶 電力推進(jìn) 系統(tǒng) 的理 論研 究與產(chǎn) 品開發(fā)具 有重要 的現(xiàn) 實(shí)意義 。本 文 首先 分析 了 電力 推 進(jìn) 系 統(tǒng) 的結(jié) 構(gòu) 及其 較 傳 統(tǒng)推 進(jìn) 系 統(tǒng) 具 有 的優(yōu) 缺 點(diǎn) ，并在研 究螺 旋槳推 力 、扭 矩?zé)o 因次系 數(shù) 的 曲線擬 合 的基 礎(chǔ)上 建

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

5、 節(jié) 的原理 。仿 真 與 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果證 明 ，SV M 一 D T C 既保 持 了直 接 轉(zhuǎn)矩 控 制 的快 速 動(dòng)態(tài) 響應(yīng) 特 性 ，又 有 效減 小 了轉(zhuǎn)矩 的脈動(dòng) ，極大地 提 高 了系 統(tǒng) 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(jī)基 本 方程法 和 模 型 參 考 自適 應(yīng) 法 兩種 速 度 辨 識 方 案進(jìn) 行 了建模 仿 真 。在 分 析二 者 優(yōu) 缺 點(diǎn) 的基 礎(chǔ) 上 ，

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