船舶轴带发电—能量回馈负载复合系统研究.pdf

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1、船电技术f控制技术船舶轴带发电一能量回馈负载复合系统研究刘向东郑必前(1．南通海事局，江苏南通226004；2．中交广州航道局有限公司，广州510221)摘要：介绍了级联无刷双馈电机的工作原理和轴带发电机模拟系统。采用西门子运动控制系统Simotion控制级联无刷异步电动机实现船舶主机及发电机组的负载试验中的回馈节能，从而完成对轴带发电机和对能量回馈节能负载的综合模拟。关键词：运动控制级联式无刷双馈电机能量回馈文图分类号：U665．1文献标识码：A文章编号：1003—4862(2012)l0．0019-03ResearchonShipboar

2、d-typeShaft-drivenGenerator·__—。EnergyFeedbackLoadCompositeSystemLiuXiangdong，ZhengBiqian(1．NantongMaritimeSafetyAdministration，Nantong226010，Jiangsu，China；2．CCCCGuangzhouDredgingCo．，Ltd，Guangzhou510221，China)Abstract：Thispaperintroducestheworkingprincipofthebrushlessdoubly

3、-fedmachineandsimulationsystemoftheshaft—drivengeneratorItusestheSimotioncontrolsystemtocontrolcascadebrushlessasynchronousmotor,andrealizesenergyfeedbackfothemarinedieselengineandgeneratorsinloadtesting．Keywords：motioncontrol,"brushlessdoubly-fedmachine,"powerfeedback0前言1系

4、统组成在传统的船舶主机及发电机组的负载试验该系统采用西门子运动控制系统Simotion控中，通常把实验负载转化为热能，通过水、空气、制级联无刷异步电动机来实现负载实验回馈节油等冷却介质将热能带走，这些能量通常不能被能，此系统又可实现轴带发电机的模拟⋯。再利用。而且整个系统(水力或电涡流测功器、该方案的技术难点在以下几个方面：水电阻和电抗器)占用空间大，效率低，能量被(1)如何在宽的功率范围改变发电机的负载白白浪费。采用西门子最新运动控制设备来充分验证发电机组的调频调载能力；Simotion控制级联式无刷双馈电机，将发电机组(2)如何防止反馈回

5、电网的交流电造成电网的电能转换为机械能，再将机械能转化为电能送的污染；回公共电网，这种方式即可完成发电机组的负载(3)如何提高能量的转化效率；能力的测试，而且能将能量的损耗降到最低，充(4)如何保持轴带发电机模拟装置输出电压分体现节能环保的概念，同时也可实现对轴带发和频率的稳定。电机的模拟，大大提高了设备利用率，填补轮机下面将介绍该方案的原理及如何解决以上技实验装置无高新技术设备的空白。术点。该方案可分为四部分：第一部分：发电机组由两台发电机并联运收稿日期：2011—11．14作者简介：刘向东(1982-，男，硕士研究生。研究方向：行，根据输

6、出功率的大小调整发电机的运行方船电技术与轮机自动化。式：当输出功率小于35～40kW时，发电机l≠}或19船电技术1控制技术Vo1．32No．102012．102≠≠工作。当输出功率大于40kW时，发电机1≠≠和级联式双馈电机是本系统的核心部分，通过发电机2}}同时工作且平均分配负荷。手动并车对电机的控制既可模拟轴带发电机又可实现电力时，发电机1#和2拌同时工作，手动进行负载转移负载的模拟，下面将对其进行分析。和分配。驱动器1由发电机组供电拖动电机1，将级联式无刷双馈电机可看作是2台极对数分发电机组的电能转化为机械能。该部分为电能与别为、尸c

7、的绕线式电机的级联系统，即2台电机机械能转化部分。转子机械上同轴，2套转子绕组反相序联接，一套第二部分：级联式无刷双馈电机，通过两台定子绕组(功率绕组，对极)直接接三相工频电转子轴相连的电机，其中电机1为电动状态，电机网，另一套定子绕组(控制绕组，对极)接至变2为发电状态，即电机1消耗电能产生与速度同方频器和输出端。向扭矩来拖动电机2，电机2产生与速度反方向的在转子2套绕组反相序联接和稳态运行条件扭矩作为电机1的负载，把两台电机的励磁绕组串下，由磁场间相互作用关系可以写出：联，由一套励磁装置供电。由于励磁绕组串联后堕——————．一"一—一6

8、0f—rp(＼1)／要求励磁装置的输出电压较高，因此在励磁回路PpPp设计时，采用两套独立的励磁装置分别供给两台盟一：(2)电机的励磁电流，具有励磁电流设定、停机励