基于直流無刷電機(jī)的螺旋槳負(fù)載模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著船舶推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，電力推進(jìn)系統(tǒng)將受到越來越廣泛的應(yīng)用。為了降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，需要在實(shí)驗(yàn)室中建立模擬系統(tǒng)，對推進(jìn)電機(jī)、變流器及其控制器在模擬的實(shí)際環(huán)境中反復(fù)進(jìn)行電氣考核。直流無刷電機(jī)以電子換相取代機(jī)械換相，既彌補(bǔ)了直流電機(jī)的不足，又吸收了交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。且其體積小、造價低，選擇它作為負(fù)載電機(jī)設(shè)計(jì)負(fù)載模擬系統(tǒng)具有重要的研究價值。
　　為此，論文采用直流無刷電機(jī)作為負(fù)載電機(jī)設(shè)計(jì)了兩套螺旋槳負(fù)載模擬系統(tǒng)，并對其進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究。<

2、br>　　首先根據(jù)螺旋槳本身的負(fù)載特性、船舶與螺旋槳之間的相互作用，搭建了船槳數(shù)學(xué)模型和仿真模型，為構(gòu)建螺旋槳負(fù)載模擬系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
　　隨后對直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理進(jìn)行分析，完成了其數(shù)學(xué)建模并搭建好仿真模型。深入分析了應(yīng)用于直流無刷電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制，針對直流無刷電機(jī)兩相導(dǎo)通的特性采用了省略磁鏈環(huán)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案，并說明了省略磁鏈環(huán)的原因。重點(diǎn)針對傳統(tǒng)零矢量的控制方式下會出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩脈動過大和發(fā)電狀態(tài)下無法控制轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)，提

3、出了一種新型零矢量。搭建仿真模型，驗(yàn)證新型零矢量在直接轉(zhuǎn)矩控制中的有效性。對PWM逆變器的工作原理進(jìn)行分析，采用SVPWM的調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)能量回饋的功能，搭建起背靠背雙PWM結(jié)構(gòu)的負(fù)載模擬系統(tǒng)。
　　為了能夠縮小系統(tǒng)體積，簡化控制方法，文章又提出了另一種負(fù)載模擬系統(tǒng)—基于矩陣變換器的螺旋槳負(fù)載模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。分析矩陣變換器的基本原理與結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，重點(diǎn)分析了間接矢量調(diào)制方法，將其與直流無刷電機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種基于