船用双电枢直流电力推进系统的稳定性研究.pdf

《船用双电枢直流电力推进系统的稳定性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Vol.34No.102014.10船电技术

2、电力系统船用双电枢直流电力推进系统的稳定性研究张明武，梁星星，张鹏（武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064）摘要:为了解决船用双电枢直流推进系统的稳定性问题，本文首先介绍一型具体的船舶直流电力推进系统数学模型，对系统模型进行了分析，并确定系统的最佳控制器模式。在计算仿真的基础上，确定控制器的具体参数，通过仿真及系统试验验证了系统的稳定性及控制器参数的合理性。关键词：双电枢直流电力推进系统稳定性中图分类号：TP273U664.14文献标识码：A文章编号：1003-4862（2014）10-0025-04Researchoft

3、heSteadinessofShipDoubleArmaturesDCElectricPropulsionSystemZhangMingwu,LiangXingxing,ZhangPeng(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion,Wuhan430064,China)Abstract：InordertosolvethesteadinessproblemoftheshipDCelectricpropulsionsystem,amathematicalmodelofship’sDCelectricpropulsionsystemisint

4、roducedandanalyzed,andthebestcontrollermodeisconfirmed.Theparametersofthecontrolleraredecidedbythesimulation.Thesteadinessofthesystemandtherationalityofthecontrollerparameterareverifiedbythesimulationandexperiment.Keywords:doublearmatures;DCelectricpropulsionsystem;steadiness0引言时，为了提高船舶的生存

5、能力及获得较宽范围的调速性能，推进电机的两个电枢可单独运行、串在某些大功率船用直流电力推进系统中，由联运行，也可并联运行。电力推进系统在如此复于冗余设计与功率匹配的需要，把推进电机设计杂的工作模式下，如何保证系统工作稳定性就是成共轴结构，即把两台参数基本相同的电机的电一个关键问题。枢设计在同一根驱动轴上。这种共轴双电枢结构另外，在实际的系统中，虽然推进电机的两的直流电力推进系统具有功率大、生命力强、调个电枢的基本结构是一致的，但是由于电机本身[1]速范围宽等优点，应用于某些重要船舶中。制造的原因导致电机的气隙尺寸、绕组型式、端在某些船舶的电力推进系统中，为了获得较接尺寸、漏

6、磁通路径等不可能完全一致，两个电宽范围的调速性能，往往采用多种调速方式的共枢在部分特性上存在差异，这种差异致使双电枢同作用：一是通过电源配电开关与电枢开关的切串联和并联运行时都存在两个电枢负荷分配不均换，达到成倍地改变电枢电压来进行在不同的速问题。严重时，使推进电机效率降低，运行不稳区内的速度调节。某型船舶的电力推进系统速区定，这也是一个系统稳定性问题。组合结构如图1；二是通过电力电子斩波装置连对于如何解决系统稳定性问题，文献[1]侧续地改变电枢电压来进行速度调节；三是通过改重于保证双电枢本身的一致性，并且仅从双电枢变电机的励磁电流（磁通）来进行速度调节。同并联运行时对励磁

7、电流进行调节来满足稳定性要求这一点进行说明。而文献[2]仅从如何使双电收稿日期：2014-03-03枢负载均衡方面来进行说明，认为稳定性的首要作者简介：张明武(1967-)，男，高级工程师。研究方问题是保证双电枢的负载均衡，理想的办法也是向：电力电子应用技术。25船电技术

8、电力系统Vol.34No.102014.10通过对励磁电流进行调节来保证负载均衡，从而源组合下，系统可以稳定工作于双环（速度环+保证系统运行稳定。实践证明，系统的稳定性问电流环）或单环（电流环）状态。题要更复杂一些，复杂性主要表现为：调速模式的复杂性、负载特性（螺旋浆特性）的复杂性等。在实际的船舶大功率双

9、电枢电力推进系统M1M1中，解决系统稳定性问题主要办法是对双电枢的M2M1M2M2励磁电流进行综合的协调控制，以保证在不同的速区1速区2速区3调速模式及复杂的负载工况下系统的稳定性。本图1速区组合结构图文侧重于励磁电流的控制器本身参数的设计，通系统的数学模型如图2。过对控制器参数的设计保证系统的稳定性。系统模型中，双电枢的电流环是单独设计的，可以在没有速度环参与下单独工作，前、后2系统的数学模型枢电流环可以单独工作，也可以并联工作。系统的数学模型是一个双电枢、双闭环的控在设计时，我们选定一个典型工况进行控制制模型，