定桨距变频型交流轴带电机控制系统研究

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1、硕士学位论文定桨距变频型交流轴带电机控制系统研究RESEARCHONCONTRALSYSTEMOFFIXEDPITCHSHAFTMOTORONACFREQUENCYCONVERSIONTYPE段赫哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM313学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文定桨距变频型交流轴带电机控制系统研究硕士研究生：段赫导师：马秀娟教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM313U.D.C:621.3Dissertatio

2、nfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTRALSYSTEMOFFIXEDPITCHSHAFTMOTORONACFREQUENCYCONVERSIONTYPECandidate:DuanHeSupervisor:Prof.MaXiujuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefense:June,

3、2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要定桨距船舶轴带电机系统在船舶航行过程中，既可作为电动机为船舶提供推进动力，也可作为发电机为船舶电网供电。本文研究基于四象限变流器驱动的永磁同步电机双闭环矢量控制系统，实现能量的双向流动，达到一机多用的目的。首先，分析船舶轴带电机控制系统的拓扑结构，建立永磁同步电机的数学模型，研究变流装置驱动船用轴带电机的双闭环矢量控制方法，提出定向解耦控制策略，确定PWM整流器和永磁同步电机一体化控制算法。然后，研究船舶轴带电机在发电状态下的无

4、功功率补偿方法，以单位功率因数并网为目的，利用瞬时无功功率检测方法，对并网瞬时电流进行实时跟踪控制。根据无功发生器SVG的工作特性，提出多种无功功率补偿控制策略。最后，针对双闭环船舶轴带电机控制系统，建立双闭环矢量控制系统和无功功率发生器SVG的Matlab仿真模型。结果表明，在直流母线电压恒定的情况下，双闭环矢量控制系统能够实现船舶轴带电机的能量双向流动，具有发电和电动双重功能。经过无功发生器进行无功补偿的电能的功率因数有着明显改善，并网后对电网污染显著下降。关键词：轴带电机；永磁同步电机；矢量调制；无功发生器；无功电流检测I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractFixe

5、dpitchship’sshaftmotorsystemcanbeusedasanelectricmotortoprovidepropulsionfortheshipandalsoasapowerelectricitygeneratortopowertheshipgrid.Thispaperstudiesthedouble-loopvectorcontrolsystemusingpermanentmagnetsynchronousmotorsdrivebyafour-quadrantconvertersystemtoachievethegoaloftwo-wayflowofener

6、gy.Firstofall,thispaperresearchesthetopologystructureofshipshaftmotor.Establishthemathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousmotor.Researchthedouble-loopvectorcontrolmethodofshipshaftmotordrivebytheconverter.Themotororientateddecouplingwasproposed.AndalsodeterminethecontrolstrategyofPWMrecti

7、fierandPMSM.Secondly,compensatethereactivepowertotheelectricenergyofgenerator.AndachievethegoalofputtingelectricenergyintothegridofshipwithUPF.Thereactivepowerandinstantaneousreactivecurrentaredetectedbyusingthetheoryofinstantaneousreac