船舶永磁电动机推进系统研究

近几十年来，随着电力电子技术的发展，大功率电机的变频调速技术日趋成熟，从而使船舶电力推进技术的应用领域不断扩大，而使用永磁电机作为推进电机的现代船舶电力推进更是显示出广泛的应用前景。 本文首先对国内外的船舶电力推进技术进行了分析研究，论证了三种推进电机相区别的电力推进技术的优缺点和适用领域。对即将在国外广泛使用的综合电力推进技术(IPS)和永磁电机推进系统进行了详细的研究和讨论，指出现代船舶电力推进技术是船舶动力系统的发展方向。 应用永磁电机的结构理论，建立了永磁同步电机的微分方程形式的数学模型，并转化为传递函数形式的数学模型，再应用Matlab语言进行了建模和动态特性仿真；之后依照永磁电机的调速控制原理，选用了电流滞环追踪控制技术，应用Matlab语言进行了逆变环节的建模和动态特性仿真。 Matlab语言及其仿真工具箱Simulink在复杂系统的仿真方面有着独特的优势。应用前几章中Simulink建立的永磁电机模块，再自行建立了螺旋桨的Simulink模型，结合数据库模块和用户自定义的S函数模块，建立了电力推进船的船—机—浆匹配模型，并进行了永磁电力推进系统的整体仿真计算和动态特性模拟，并对仿真结果进行了分析。 在仿真试验基本成功的基础上，选用了相应的硬件进行了实际永磁电机带螺旋桨特性负载时的调速实验，通过实验数据的对比，对仿真模型进行了验证和进一步的调试。 在对全文内容进行系统的总结之后，文章指出了下一步要做的工作，比如如何把本文所作的Simulink模型集成到实时仿真平台内，实现模型的可控制性和实时性。