现代船用推进电机技术研究

本文论述了现代船用推进电机技术的发展现状,具体分析了舰船推进发展所需考虑的几项主要性能指标,并对不同类型的推进电机的关键技术指标进行了对比论证。最后,介绍了国外针对几项关键技术指标的发展趋势和采取的一些改进措施。

船舶电力系统的电能质量问题

传统电能质量的监测和管理都是基于有效值基础之上,主要针对电力系统的稳定特征,缺少对暂态或瞬态过程的特征描述。本文旨在通过论述电能质量概念的提出及其基本发展现状,讨论现代舰船,特别是综合电力推进舰船面临的电能质量问题,分析解决舰船电能质量问题的基本措施。

基于CPLD的十二相交-交变频器的全数字设计

介绍了一种基于DSP和CPLD的十二相交-交变频器的全数字化设计。实验表明,由定点DSP和CPLD构成的全数字交交变频器,设计、调试方便,控制性能优良,稳定性好,可靠性高。

交-交变频调速系统中信号采集的滤波技术

根据交-交变频调速系统中电量信号的谐波特性,设计了一种新型的有源滤波电路,使定子电量信号的采集更加精确。该电路克服了传统RC滤波器带来的相位滞后问题,从而提高了交交变频调速系统的实时性。实验结果表明,该滤波器是正确可行的。

舰船动力系统研制风险分析与评估研究

随着新研设备、新技术采用的比例不断增大,舰船动力系统研制的复杂性显著提高,所涉及的不确定因素也日益增多。因此,其所面临的风险以及风险所导致的损失规模也越来越大。为了促进风险管理方法和手段在舰船动力系统研制中的应用,本文进行了风险分析和风险评估研究。在归纳和总结现代项目管理理论和方法的基础上,分析了国内外武器研制中的风险管理方法和技术,探讨了舰船动力系统研制阶段的风险因素和各风险之间的相关关系,给出了不同风险因素定量分析和评估的一般方法,并通过实例,对某船动力系统方案进行了风险分析和评估应用研究。

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,文章提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连,通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。

一种无变频器式舰船交流电力推进系统控制策略研究

为提高交流电力推进系统功率密度、降低成本,提出一种基于永磁推进电机的无变频器式交流电力推进系统。该系统取消了大功率变频器和减速齿轮箱,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机直连。通过控制原动机转速和发电机励磁电流实现对推进电机转速和系统运行状态的调节。建立了该电力推进系统的静态数学模型,提出了系统静态稳定性约束条件,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及负载转矩间的函数关系。为提高系统稳定裕度、提高推进效率及电机容量利用率,分别提出采用δ1+δ2=π/4、Isd2=0和cosθ=1三种控制策略,针对各控制策略和不同的电机参数匹配条件,推导了系统主要电气量与负载转矩间的函数关系。针对系统静态稳定性及各控制策略下系统运行特性开展了数字仿真研究,仿真结果验证了理论分析结果的准确性。

基于DSP的同步电动机数字式励磁调节器

利用DSP(DigitalSignalProcessor)实现了同步电动机转子励磁电流的数字控制。通过对PI调节器输出与整流器控制角关系的线性化处理 ,简化了控制程序。使励磁电流能较快地跟踪给定 。

交-交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析

多相同步电动机用作舰船的推进电机有着广泛的应用前景。以十二相同步电动机系统为例,从十二相交-交变频器输出谐波电压入手,分析推导了交-交变频十二相同步电动机调速系统输出谐波转矩的解析计算公式。通过一个具体算例,计算得到了其主要次谐波的频谱,结果表明,其谐波转矩近似为零。理论计算结果得到了仿真和试验的验证,仿真和试验结果均表明,交-交变频十二相同步电动机调速系统转矩谐波情况比三相系统有了很大改善。

基于数字信号处理器控制的一种交-交变频器装置

全数字化同步电动机交-交变频矢量控制系统大多采用多微机控制。而本设计采用由两片定点数字信号处理器为控制核心的同步电机交-交变频调速系统方案。并详细介绍了一种基于数字信号处理器控制的交-交变频器装置。实验结果表明该装置是正确的、可行的。

面向舰船电力系统方案评估的发电机参数辨识方法

数字仿真是船舶电力系统方案评估的重要手段,数字仿真的基础是准确的设备参数,其中电机参数尤为重要。受工程研制条件的制约,方案评估的数字仿真中,电机参数缺少试验值,直接影响仿真结果,电机参数辨识方法作为获取电机参数试验值的重要方法,有着迫切的应用需求。通过对比分析多种参数辨识方法,根据电力系统方案评估的需要,确定恰当的面向电力系统方案评估的电机参数辨识方法。

基于DSP的同步电动机数字式励磁调节器

利用DSP(DigitalSignalProcessor)实现了同步电动机转子励磁电流的数字控制。通过对PI调节器输出uk 与整流器控制角α关系的线性化处理 ,简化了控制程序 ,并能使励磁电流较快地跟踪给定。

矩阵变换器的电压型两步换流策略

分析了基本的电压型两步换流策略,在输入两相电压值接近(电压换区间)时刻,由于输入相电压的相对大小判断错误而导致输入相的短路现象以及原因。为此,提出了基于电压型两步换流策略的矩阵变换器控制方法,通过引入过渡区间,并在过渡区间内定义新的P、M、N状态和PM、MN、NP暂态以及调整过渡区间中每个调制周期的零矢量和双向功率开关状态换流次序,可以避免输入相电压在过渡区间因判断不准确而出现的短路现象,实现矩阵变换器安全、可靠的两步换流和稳定运行,且输出电压波形和输入电流波形不受影响。在5kW矩阵变换器实验样机上进行了大量的实验,实验结果表明,所提出的控制方法可实现矩阵变换器电压型两步换流和安全运行,而不需要外加专门的精确检测输入相电压相对大小关系的测量装置,控制电路简单易行。

基于旋转型变频发电技术的PMSM调速方法研究

为规避大功率变频器的限制,本文提出了一种基于旋转型变频发电技术的大功率永磁同步电动机调速方法,选择压频比控制模式实现对永磁同步电动机的开环控制;介绍了系统结构和系统运行特性,并搭建仿真模型对系统调速性能以及启动性能进行了仿真分析,仿真结果验证了调速方法的可行性。

基于PSIM永磁同步电机空间矢量控制仿真研究

SVPWM具有线性范围宽、谐波少、开关损耗小、电压利用率高等优点,在新型永磁同步电机控制系统得到广泛的应用。本文分析了SVPWM基本原理及实现过程,并在PSIM软件平台上进行建模仿真。

多电站多分区供配电系统设计准则研究

随着系统容量的增加,舰船电力系统供配电形式正向多电站多分区的区域供配电技术方向发展,传统基于前后电站、左右分区电力系统的设计原则、配电方式、标准规范已不能完全适用。本文在典型船舶电力系统特点及发展趋势分析基础上,研究了现有标准体系的主要问题,提出了多电站多分区供配电系统基本设计准则。

基于固态电源转换的异步电机软起动研究

本文介绍了高速固态电源转换装置的基本原理及算法,提出了异步电机软起动基本条件,以一台100 HP异步电机软起动过程为例描述了软起动实现方法,通过仿真分析初步验证了技术的可行性,实现了电源转换控制和软起动功能一体化。

国产镀锌钢在不同水环境中的腐蚀行为:I淡水和盐水

利用电化学阻抗谱和电化学噪声技术对比研究了国产镀锌钢板在盐水和淡水中的腐蚀行为。结果表明,镀锌钢在两种水溶液中的腐蚀均可分为3个阶段,不同阶段表现出完全不同的电化学特征,镀锌钢在盐水中的腐蚀速率明显高于其在淡水中的腐蚀速率,其在盐水中的腐蚀产物呈棒状或片层状,对基体不具有保护性,而在淡水中的腐蚀产物形态呈规则的球状,对基体具有明显的保护作用。

淡水舱涂层在不同水环境中的失效行为研究

利用附着力测试、吸水率测试和电化学阻抗谱测试等手段,研究了淡水舱涂层在反渗透水、调质水、自来水等淡水以及盐水中的腐蚀失效行为。结果表明,自来水比盐水具有更快的渗透速度,导致涂层在淡水中会优先失效。淡水舱涂层在反渗透水、调质水和饮用水3种淡水中的腐蚀失效历程相同,根据电化学阻抗谱的变化特征可分为3个阶段:水的快速渗透、涂层/金属界面金属基体的腐蚀和涂层中颜填料对金属的缓蚀。

国产镀锌钢在不同水环境中的腐蚀行为:II反渗透水和调质水

利用开路电位测量、电化学阻抗谱测试技术,结合微观形貌观察,对比研究了国产镀锌钢板在不同反渗透水中的腐蚀行为,镀锌钢在不同进水盐度所得的反渗透水中的腐蚀失效表现出了相似的电化学特征,通过CaCl2、NaCl和NaHCO3等对反渗透水的水质进行调整,改变了镀锌钢的腐蚀失效历程,这可能与腐蚀产物膜的脱落和附着密切相关。