电力推进系统中的电机控制及其仿真研究

电力推进以其诸多的优越性已成为船舶推进方式的发展方向，由于目前船舶电力推进系统的研究在国内仍处于起步阶段，在实际应用中还存在着很多的问题，因此针对船舶电力推进系统进行建模与仿真研究，不仅是一项创新性的工作，而且能对船舶电力推进的技术应用起到一定的指导作用。本课题就是在武汉理工大学“电力推进系统仿真实验室”项目资助下，对船舶电力推进系统进行了软件仿真方面的初步研究。 船舶电力推进系统常用的推进电机有：直流电机、交流异步电机以及永磁同步电机。本课题以异步电机作为系统的推进电机，采用直接转矩控制方式对该电机进行控制。在归纳、总结系统数学模型的基础上，应用Saber仿真软件对系统进行了仿真分析。主要工作可以分为系统建模和仿真分析两个方面。首先归纳总结了直接转矩控制系统的数学模型，对直接转矩控制系统的各个部分做了详细地分析和研究。接着深入地分析、研究了螺旋桨的工作特性以及与船体的相互作用，在此基础上得到了一个完整的船桨数学模型，同时对模型进行了改进，以便能够在计算机上实现仿真分析。最后在Saber环境下建立了整个直接转矩控制系统和船桨负载的仿真模型，对整个推进系统进行了仿真，分析了螺旋桨自由航行、正倒航等工况下的动态特性，得出了一些有益的结论。 虽然某些子系统仿真模型在建模时进行了一定的简化处理，但仿真分析的结果表明整个电力推进系统仿真模型有较高的精度，并且在一定程度上能较好的模拟实际系统的工作状态，其结果不但可以作为实验室即将进行的电力推进小比例实物仿真前期探索，而且也可以对我们的系统性能提供理论证明。