船舶轴带双馈发电机独立运行特性仿真研究.pdf

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1、船电技术l电机V01．34No．42014．4船舶轴带双馈发电机独立运行特性仿真研究冯玉龙1，艾钢2(1．中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海200090；2．上海市闵行区201108)摘要：介绍了船舶轴带双馈发电机的数学模型和控制方法，研究了其与PPU配合应用时，船舶轴带双馈发电机独立运行的控制策略，在Matlab／Simulink环境下，搭建了船舶轴带双馈发电机独立运行的系统模型，对轴带双馈发电系统的控制特性进了仿真和分析。仿真结果表明：在独立运行时，船舶轴带双馈发电机具有很好的电压跟随性和频率稳定性，当转速变化和负载变化时系统具有良好的动态特性和静态特性。关键词：轴带发

2、电机双馈单独运行中图分类号：TM34文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)04．0032．05SimulationofCharacteristicsofaDoubly．fedInductionGeneratorforStand．aloneShaftGeneratorSystemsFengYulon91，AiGan92(1．ShanghaiMarineDieselEngineResearchInstitute，Shanghai200090，China；2．MinhangDistrict，Shanghai201108，China)Abstract：Concerning

3、fortheapplicationofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)inthefieldofshaftgeneratorandbeingusedwithPPUThispaperestablishesthestand-aloneshaftsystemmathematicmodelandresearchesthecontrolstrategyofthesystem．Withthehe勿ofMatlab／Simulink,simulatingandanalyzingofthestand-aloneshaftsystemissetup．Theresu

4、ltsdemonstratethatthestand-aloneshaftDFIGsystemhasgoodperformanceontrackingthereferencevoltageandstabilizingthegivenfrequency,andithassatisfactorydynamicandsteady-statecharacteristicswhengeneratorspeedorloadischangedKeywords：shaftgenerator,"doubly—fedinductiongenerator(DriG)：stand-alone0引言船舶轴

5、带发电机是由船舶主机驱动发电机的供电装置，相比于单独设置柴发机组，更能够充分利用主机的剩余功率发电，大幅度降低燃油消耗量。而船舶主机大多采用定距桨，为了改变航速，主机的转速甚至转向都是变化的。为了使轴带发电机实现变速恒频运行，必须使用频率补偿装置。双馈发电机采用定、转子绕组结构，变速恒频发电时无需变速机构(如齿轮箱)即可运行于同步转速状态，又可运行于超同步转速状态，变速运行的范围很宽；在风力发电装置中，已得到了广泛应用，文献[1—3】对双馈发电机在在风力收稿日期：2013．09．27作者简介：冯玉龙(1989．)，男，硕士研究生。专业方向：轮机自动化。32发电中的应用和控制进行了

6、研究，文献[4—5】对单独运行的双馈电机特性进行了研究，本文研究了在船舶应用中与PPU相配合时，双馈发电机单独运行时的相关动静态特性。1双馈发电机的数学模型和控制系统模型双馈感应电机在结构上类似于绕线式感应电动机。本文规定将定子电压、电流方向取为发电机惯例，转子侧取为电动机惯例。将同步旋转d—q坐标系d轴选定在定子磁链上，如图1所示，d—q坐标系以同步速蛾旋转，d轴精确定位于发电机定子磁链矢量帆的方向上，0【1一p1坐标系为定子两相静止坐标系，0【2一D2坐标系为转子两相静止坐标系，0【1、以轴分别与定子A相和转子a相轴线正方向同向，所以a2一B2坐V01．34No．42014．

7、4船电技术I电机标系相对于al-91坐标系以转子角速度q旋转，转差角速度记为％=q—q。比(a)al似)图1坐标变换示意图1．1同步旋转坐标系下双馈电机的数学模型坐标变换中采用恒功率变换，得到同步旋转坐标系下的数学模型：磁链方程：l；，由=一Lsi蠢+L●静‰一终+々，(1)‰2一L埘‰+00Vlr=一L0qs+Lri铲子自感、等效转子自感和等效互感，沙、f分别代表磁链和电流值，下标d、q分别代表该物理量在d、q轴的分量，下标S、r分别代表定子和转子上的物理量，以下各式同样按此标