船用轴带发电论文-常国梅,徐清华,邵诗逸,武治江,乌云翔

船用轴带发电论文-常国梅,徐清华,邵诗逸,武治江,乌云翔

导读:本文包含了船用轴带发电论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:轴带发电系统,无刷同步发电机,异步发电机,无刷双馈发电机

船用轴带发电论文文献综述

常国梅,徐清华,邵诗逸,武治江,乌云翔[1](2019)在《基于不同电机拓扑的船用轴带发电系统比较》一文中研究指出船用轴带发电系统是利用船舶主机多余的能量拖动一个轴带发电机经过一个变频器对整个船舶电站进行供电。在发电机类型的选取上,目前有无刷同步发电机、异步发电机和无刷双馈发电机等几种类型。对不同电机拓扑的轴带发电机系统进行了论述,从性能指标和控制策略进行了深入的论述探讨。通过试验平台对不同发电机进行了控制算法的验证。(本文来源于《微特电机》期刊2019年07期)

汪美林[2](2016)在《船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器稳定性研究》一文中研究指出随着化石能源的逐渐枯竭,新能源的开发、能源利用效率的提高为越来越多的人所关注,采用轴带发电能充分利用主机富裕功率减少了轻质柴油的使用,降低船舶运营成本。同时,无刷双馈发电系统仅需要转差功率的变换器,又取消了电刷和滑环结构进一步降低了系统的维护成本,更适用于船舶发电系统。而无刷双馈电机负载侧变换器通过滤波器接于电机功率绕组侧,由于漏电感的存在,对负载侧变换器的滤波器性能及其稳定性产生了影响。本文以基于LC滤波器的负载侧变换器为研究对象,研究了发电系统独立运行时负载侧变换器的阻尼特性及其稳定性问题。本文首先分析了变换器输出电流和负载电压的谐波特性,指出由于无刷双馈电机定子功率绕组漏电感不可忽略与LC滤波器构成LC-L滤波结构。为了实现该LC-L结构下负载侧变换器的稳定控制,本文建立了该结构下两相旋转dq坐标系下的数学模型,并推导了dq坐标系下采用电压和电流双闭环控制的结构框图。根据控制框图指出常规PCC点电压前馈在该LC-L结构下形成了电压反馈支路,改变了被控对象的传函。进而本文分别从准确的nyquist图分析的角度与物理意义清晰便于理解的框图等效变换的角度推导了被控对象的阻尼特性与滤波器参数之间的关系。针对被控对象呈现出正、负阻尼两种情况,本文分别分析了对应情况下满足系统稳定性要求的控制器参数设计的约束条件,并对比了两种情况下系统的鲁棒性。通过对比分析指出,当被控对象呈现出正阻尼特性时系统具有较好的鲁棒性。因而本文提出当滤波器参数满足被控对象正阻尼特性约束时,利用系统固有阻尼特性而不外加有源或者无源阻尼实现系统的稳定。并在此基础上推导了PCC点电压THD与滤波器参数之间的解析关系,基于常规滤波器设计准则给出了满足本文滤波性能及稳定性要求的滤波器参数设计准则。针对滤波器参数不满足被控对象正阻尼特性约束的情况,本文定性分析了采用电容电流反馈有源阻尼进行被控对象阻尼特性调整的可能性。提出在被控对象呈现出负阻尼的情况下采用外加阻尼来增强系统的鲁棒性。此外本文还分析了锁相环对稳定性的影响,本文针对单同步坐标系锁相环建立了其数学模型,并分析了锁相环对电流环传递函数的影响,推导了考虑锁相环影响后电流环的传递函数。基于此传递函数给出了锁相环参数对电流环稳定性的影响分析及其nyquist分析与plecs仿真验证。为锁相环路控制器参数的设计提供了一定的指导,保证了电流环稳定性分析的完整性。为了证明理论分析的正确性,本文在每一章节后给出了基于PLECS仿真平台的仿真验证。最后,根据前面的分析为一个64kW的轴带无刷双馈电机实验平台设计了滤波器参数以及保证其稳定的电流环、锁相环和电压环控制器参数。通过实验分别从被控对象正、负阻尼两种情况验证了以上理论分析的正确性与可靠性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01)

龚飞[3](2015)在《船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器研究》一文中研究指出随着传统能源储量越来越少,人们越来越开始追求能源的高效利用。在船舶工业中,越来越多的货轮开始采用轴带发电技术以提高能源利用率及减少经济成本。轴带发电系统中,轴带电机的选择至关重要。无刷双馈电机由于取消了电刷及滑环,运行可靠性大大提高,因而越来越多的在轴带发电领域受到关注。因此,本文对无刷双馈电机轴带发电系统中的负载侧变换器的控制做了系统研究。针对无刷双馈电机这一新型电机,首先阐明了其工作原理,详细推导了其稳态等效电路,基于稳态等效电路求出了其能量传递关系。接着,在叁相静止坐标系及旋转坐标系建立了其动态数学模型,并得出了其矢量等值电路。通过Plecs仿真软件搭建了无刷双馈电机的仿真模型,验证了模型的有效性。建立了负载侧变换器的数学模型,根据控制目标选择了直接电流控制,进行了控制器参数设计。基于独立发电系统的特点,设计了负载侧变换器的启动策略及无功补偿策略。最后在Plecs仿真软件中进行了仿真验证,首先进行了负载侧变换器的单级仿真,接着通过与电机侧变换器级联,机侧变换器采用标量控制,进行了两级级联发电仿真。针对独立发电系统负载电压谐波含量较高这一问题,分析了其产生原因。在此基础上,给出了各种滤波电路,并通过比较选定最优的滤波电路。分析了滤波器引入产生的稳定性问题,采用了无源阻尼法及基于数字控制的无阻尼法来改善稳定性问题。最后通过仿真及实验验证了上述方法的有效性。搭建了无刷双馈电机变速恒频独立发电系统的实验平台,编写了实验程序,选取了负载侧变换器的电感电容参数。在实验平台上进行了变速恒频的发电实验,得到了比较理想的稳态及动态性能,验证了上述控制策略的准确性与可靠性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-05-01)

李恒玖[4](2015)在《船用无刷双馈轴带发电系统控制研究》一文中研究指出当前随着化石能源的日益枯竭和环保形势的日趋严峻,节能减排是大势所趋。船用轴带发电系统能够降低柴油消耗、减少环境污染,是现在十分重要的船舶节能减排技术之一。无刷双馈电机应用在船用轴带发电系统,适用于定距桨船舶,其在普通感应电机上进行改进,使用结构经过特殊设计的转子,采用相对较小容量的变频器就能在较宽转速范围实现变速恒频发电。它没有电刷滑环,具有结构简单、运行可靠、成本低、易维护等优点。船用无刷双馈轴带发电系统是将无刷双馈电机应用到船舶轴带发电领域,具有较强的适用性和推广应用价值。本文以船用无刷双馈轴带发电控制系统为研究对象,主要研究其独立发电运行时的运行规律和控制方法。在重点分析无刷双馈电机的定转子结构、基本电磁关系、同步和异步运行原理以及变速恒频发电原理的基础上,探究了无刷双馈电机处于发电运行状态时的能量传递关系,推算和建立了多回路模型、转子速d-q模型和双同步速模型等几种无刷双馈电机主要的数学模型。本文分析了船用无刷双馈轴带发电控制系统的特点和要求,采用标量和矢量控制策略,对系统在独立发电运行状态下的调频调压问题进行了仿真研究。其中标量控制采用电压和电流双闭环调节,对比分析了采用电压源型和电流源型变频器的两种仿真模型。矢量控制采用基于双同步坐标模型的定子磁场定向控制策略,实现了无刷双馈电机定子两绕组的完全解耦。在Matlab/simulink软件上根据数学模型分别对两种控制策略进行建模仿真研究。仿真结果表明,两种控制策略都能满足船舶供电标准的主要指标,实现了变速恒频恒压发电,其中矢量控制的动态性能更加优越。最后以DSP TMS320F28335为控制核心,初步完成了船用无刷双馈轴带发电控制系统的硬件设计。(本文来源于《大连海事大学》期刊2015-05-01)

葛启桢[5](2015)在《船用轴带无刷双馈发电系统的实用控制技术研究》一文中研究指出无刷双馈电机是一种新型的交流励磁双馈电机,因为省去了电刷和滑环结构,使得其维护性和可靠性都明显提升,无刷双馈电机仅需要采用电机额定容量的1/3左右容量的控制变频器就能满足控制需求,所以相比传统异步电机,无刷双馈电机的控制系统硬件成本大幅降低。无刷双馈电机还具有变速恒频发电的特点,在类似风力发电和船舶轴带发电领域有很大的应用前景。目前限制无刷双馈电机应用的主要是各种先进的控制算法的实用性问题。本文主要研究的是无刷双馈电机单机发电控制策略在船用轴带发电系统中的应用问题。文章首先介绍了无刷双馈电机的基本原理以及能量传递关系。通过无刷双馈电机的等效电路建立了无刷双馈电机的基本数学物理模型,在此基础上利用坐标变换的方法,得到电机在不同坐标系下的数学模型,通过这些数学模型可以在Simulink中建立无刷双馈电机的仿真模型。然后分别根据采用的不同算法,建立了无刷双馈电机独立发电系统的标量控制模型和矢量解耦控制模型,并利用MATLAB/Simulink建立二者的系统控制仿真模型。其中针对矢量解耦控制分别采用了基于d-q坐标系的电压闭环矢量控制和基于M-T坐标系的电流闭环矢量控制。通过仿真对比,验证各种控制策略的控制性能,并对比优劣性。为了检验仿真中的控制策略在实际控制系统中应用的效果,建立了一套无刷双馈电机独立发电的实验平台,采用标量控制策略进行控制,在实验过程中根据实际运行中出现的问题,通过大量实验,记录并总结相关数据,建立了一套离线PI数据库,根据不同的工况选取相应的PI参数,使系统在实际工作范围内保持稳定发电。最后,根据仿真以及实验结果,综合分析应用标量控制策略在仿真和实验中的系统输出特性,采用标量控制策略可以保证无刷双馈发电系统在工况较为简单的环境中保持稳定,针对于环境变量较为单一的船舶轴带发电系统,具有较为不错的实用性。同时,实验过程中离线PI数据库的建立可以为接下来无刷双馈电机实用控制策略通用化研究打下一定的基础。(本文来源于《中国舰船研究院》期刊2015-03-01)

王猛[6](2013)在《船用直驱双馈异步轴带发电系统研究》一文中研究指出交流转子励磁双馈异步发电机(DFIG)是在同步发电机和异步发电机基础上发展起来的一种新型发电机,随着电力电子技术和计算机数字控制技术的发展,双馈式发电机被用在越来越多的发电系统中。随着风力发电技术日趋成熟,许多学者和技术人员开始研究将双馈发电技术用在其他发电领域中,其中最重要的领域就是船舶发电技术领域。由于双馈发电机变速恒频的发电效果明显,所以能够将双馈风力发电技术运用到船舶轴带发电机系统中去。电力电子器件成本的降低和数字技术逐渐成熟,传统直流轴带发电很可能会被交流双馈式发电所取代。本文就是在这种背景下将双馈式异步发电机应用在船舶轴带发电系统中进行研究。首先,本文在论述双馈异步轴带发电机优势和轴带发电技术历程基础上对系统整体结构进行论述,并且用相关专业理论对此系统可行性进行分析论证。对系统两个运行阶段进行必要论述性解释,对发电机、转子侧变换器、网侧变换器、船桨以及整个系统运作过程进行阐述,将发电的能量通路情况和发电中可能遇到的谐波情况进行必要说明,并且给出其解决方法。其次,对系统硬件结构和软件算法进行分析。先对系统硬件部分进行分析,再对双馈电机矢量控制进行论述,给出数学模型。对转子侧逆变器和网侧整流器进行详细论述,解释双馈异步发电机变速恒频率发电具体过程。然后给出整流器和逆变器不同控制方式下的控制策略与实验算法。最后,通过各种调试和仿真方法对数据进行分析。由于系统结构和算法比较复杂,用MATLAB中Simulink软件对系统的部分和整体进行仿真,用此验证系统可行性。此种方法从设计理论和整体软、硬件的实现结果说明双馈异步发电机(DFIG)作为船用轴带发电机是可行的和有效的,对今后的研究工作和系统应用具有较大工程和实际意义。(本文来源于《大连交通大学》期刊2013-06-14)

韩颜,林锡坤,梁福权,卢福[7](2013)在《船舶供电系统中船用轴带无刷双馈发电技术分析》一文中研究指出近年来,我国国际贸易发展迅速,在国民经济发展中的地位和作用也日趋凸显。据有关资料统计,我国国际贸易中有大约80%~90%的货物都是通过海上交通运输工具——船舶实现的。伴随着国际贸易的发展,船舶越来越向大参数、高性能以及高度自动化的方向发展,这些发展趋势对船舶内部的供电系统也提出了更高的要求,特别是在当今社会节能环保理念日益深入人心的大背景下,船舶供电系统也必须在节能环保的道路上不断前进。无刷双馈发电技术就是推进船舶供电系统走向节能与环保的一个关键技术,必须对其进行研究。文章拟从船舶供电系统的基本参数、提高船舶供电系统稳定性的方法、无刷双馈发电技术简介、船用轴带无刷双馈发电技术的优越性以及船用轴带无刷双馈发电技术的劣势叁个方面进行阐释,以加深对这一问题的认识与理解程度。(本文来源于《企业技术开发》期刊2013年08期)

智刚,钱程,郭佳[8](2012)在《船用轴带无刷双馈发电系统应用的优劣性分析》一文中研究指出为响应国家节能减排的号召,针对现有船舶供电系统存在的问题,文章提出了船用轴带无刷双馈发电技术,并对其在船舶供电系统中的应用进行了优劣分析。(本文来源于《交通节能与环保》期刊2012年03期)

王乐,唐石青[9](2012)在《基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究》一文中研究指出为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。(本文来源于《船电技术》期刊2012年02期)

曹关桐[10](2004)在《具有电力变换的船用轴带发电装置的开发》一文中研究指出介绍了西门子开发的大功率轴带交流发电机恒频供电装置,适用于大型集装箱船;Nisbishiba开发的高压轴带发电装置,适用于集装箱船和LNG船;神钢电机开发的小功率轴带发电装置,适用于小船。(本文来源于《交通部上海船舶运输科学研究所学报》期刊2004年01期)

船用轴带发电论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

随着化石能源的逐渐枯竭,新能源的开发、能源利用效率的提高为越来越多的人所关注,采用轴带发电能充分利用主机富裕功率减少了轻质柴油的使用,降低船舶运营成本。同时,无刷双馈发电系统仅需要转差功率的变换器,又取消了电刷和滑环结构进一步降低了系统的维护成本,更适用于船舶发电系统。而无刷双馈电机负载侧变换器通过滤波器接于电机功率绕组侧,由于漏电感的存在,对负载侧变换器的滤波器性能及其稳定性产生了影响。本文以基于LC滤波器的负载侧变换器为研究对象,研究了发电系统独立运行时负载侧变换器的阻尼特性及其稳定性问题。本文首先分析了变换器输出电流和负载电压的谐波特性,指出由于无刷双馈电机定子功率绕组漏电感不可忽略与LC滤波器构成LC-L滤波结构。为了实现该LC-L结构下负载侧变换器的稳定控制,本文建立了该结构下两相旋转dq坐标系下的数学模型,并推导了dq坐标系下采用电压和电流双闭环控制的结构框图。根据控制框图指出常规PCC点电压前馈在该LC-L结构下形成了电压反馈支路,改变了被控对象的传函。进而本文分别从准确的nyquist图分析的角度与物理意义清晰便于理解的框图等效变换的角度推导了被控对象的阻尼特性与滤波器参数之间的关系。针对被控对象呈现出正、负阻尼两种情况,本文分别分析了对应情况下满足系统稳定性要求的控制器参数设计的约束条件,并对比了两种情况下系统的鲁棒性。通过对比分析指出,当被控对象呈现出正阻尼特性时系统具有较好的鲁棒性。因而本文提出当滤波器参数满足被控对象正阻尼特性约束时,利用系统固有阻尼特性而不外加有源或者无源阻尼实现系统的稳定。并在此基础上推导了PCC点电压THD与滤波器参数之间的解析关系,基于常规滤波器设计准则给出了满足本文滤波性能及稳定性要求的滤波器参数设计准则。针对滤波器参数不满足被控对象正阻尼特性约束的情况,本文定性分析了采用电容电流反馈有源阻尼进行被控对象阻尼特性调整的可能性。提出在被控对象呈现出负阻尼的情况下采用外加阻尼来增强系统的鲁棒性。此外本文还分析了锁相环对稳定性的影响,本文针对单同步坐标系锁相环建立了其数学模型,并分析了锁相环对电流环传递函数的影响,推导了考虑锁相环影响后电流环的传递函数。基于此传递函数给出了锁相环参数对电流环稳定性的影响分析及其nyquist分析与plecs仿真验证。为锁相环路控制器参数的设计提供了一定的指导,保证了电流环稳定性分析的完整性。为了证明理论分析的正确性,本文在每一章节后给出了基于PLECS仿真平台的仿真验证。最后,根据前面的分析为一个64kW的轴带无刷双馈电机实验平台设计了滤波器参数以及保证其稳定的电流环、锁相环和电压环控制器参数。通过实验分别从被控对象正、负阻尼两种情况验证了以上理论分析的正确性与可靠性。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

船用轴带发电论文参考文献

[1].常国梅,徐清华,邵诗逸,武治江,乌云翔.基于不同电机拓扑的船用轴带发电系统比较[J].微特电机.2019

[2].汪美林.船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器稳定性研究[D].华中科技大学.2016

[3].龚飞.船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器研究[D].华中科技大学.2015

[4].李恒玖.船用无刷双馈轴带发电系统控制研究[D].大连海事大学.2015

[5].葛启桢.船用轴带无刷双馈发电系统的实用控制技术研究[D].中国舰船研究院.2015

[6].王猛.船用直驱双馈异步轴带发电系统研究[D].大连交通大学.2013

[7].韩颜,林锡坤,梁福权,卢福.船舶供电系统中船用轴带无刷双馈发电技术分析[J].企业技术开发.2013

[8].智刚,钱程,郭佳.船用轴带无刷双馈发电系统应用的优劣性分析[J].交通节能与环保.2012

[9].王乐,唐石青.基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究[J].船电技术.2012

[10].曹关桐.具有电力变换的船用轴带发电装置的开发[J].交通部上海船舶运输科学研究所学报.2004

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