船用高性能单相交流不间断电源装置研制

为满足船上不同特性单相交流负载,特别是不控整流桥非线性负载的供电需求,使220 V单相交流供电具有强的抗电流冲击的能力,运用先进的电力电子控制技术,研制了一种船用高性能单相交流不间断电源装置,讨论其工作原理,并研究了关键技术。最后,通过原理样机,验证了船用高性能单相交流不间断电源装置的优越性能。

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。

基于神经网络PID的船用电压型逆变电源研究

针对传统PID控制存在着参数整定难、动态性能差等问题,无法满足现代船用三相逆变电源的新要求,从常用的电压型逆变电源入手,选定了三相半桥拓扑。通过坐标变换,将其转换到两相旋转坐标轴下分析问题,利用SVPWM算法对其进行了控制。提出了一种神经网络与PID控制相结合的方法,利用BP神经网络控制灵活、适合时变的或非线性的控制对象等特点,配合简单精确的PID控制,使得两者很好地发挥了各自的优势。同时,对改进型PSO算法对BP神经网络的初始权值进行了优化,并最终通过实验来进行验证。研究结果表明:应用PSO优化BP神经网络PID控制的三相逆变电源有很好的效果,电压总谐波控制在一定指标之内,并且在突加突卸实验时表现出更优异的动态特性,超调更小,响应更快。

船用逆变电源两级死区补偿控制策略

针对舰船用电设备对高品质逆变电源的需求,研究了逆变电源的死区补偿技术。阐述了主电路的数学模型和三闭环控制方案,分析了死区产生的原因和导致的死区效应。针对单级死区补偿技术在负载变化时所残留的死区效应,提出包含载波级和基波级的两级死区补偿控制策略。试验结果表明,建立的两级死区补偿控制策略不但使逆变电源能保持良好的静态和动态响应特性,还能进一步降低输出谐波,优化波形质量。

船用静变式电源装置的设计与实现

研制了一款船用静变电源装置。产品采用新一代高性能FPGA处理器实现纯数字化控制及十二脉冲整流技术,在设计中充分考虑船舶的工作环境和电磁环境,重点针对电源进行抗损减震、三防防护和电磁兼容性设计,具有环境适应性强,波形失真度低,动态响应速度快,输出电压稳定的特点。

船用开关电源的强电磁干扰抑制方法

常规船用开关电源强电磁干扰抑制过程使用扰乱电磁铁,造成感应电流逆向,极大地消耗使用电量,为此设计船用开关电源的强电磁干扰抑制方法。优化加载EMI滤波器,增设电流磁力导流,减小内程电阻率,通过LMS的FIR自适应干扰滤波算法计算强电磁干扰抑制极值参量,确定抑制极限范围,根据计算结果以及矢量控制法,实现船用开关电源的强电磁干扰抑制。实验数据表明,设计的强电磁干扰抑制法比传统强电磁干扰抑制方法的耗电量节约10%以上,并且具备极高的有效性。

电力推进船舶三电平变频调速电源研制

介绍了用于电力推进船舶系统中的三电平变频调速电源装置的研制。整套变频电源装置由主控芯片TMS320LF2407控制,采用IGBT功率模块作为开关器件,采用转速闭环转差频率控制。逆变电路部分采用二极管箝位的三电平电路,利用三电平SVPWM方法,构造出正二十四边形电压矢量来使电机定子磁链运动轨迹逼近圆形。利用短矢量两个等效开关状态的切换来维持三电平逆变电路电容电压平衡,减小电容电压变化。整个变频电源装置具有结构简单,工作可靠,功能完善,输出电压谐波含量少等优点。

船舶中频电源仿真模型研究

船舶电网以低压工频电制为主,而部分船舶因为有中频负载,需要船舶电力系统配置中频电源。由于中频电源存在整流环节产生谐波的问题,因此中频电源对于电网的电能品质会产生影响。通过研究船舶中频电源的仿真模型,研究中频电源的谐波、电压调整率等关键性能指标是否满足船舶规范的要求,并仿真验证了建立的模型能够满足船舶规范的要求,可为船舶电力系统的研究和设计提供支撑。

氢燃料电池发电装置海上应用可行性分析

本文从氢燃料电池发电装置海上应用的角度,论述了其在孤岛微电网、船用电源等场景下的国内外技术对比、市场前景、关键技术难点及解决思路分析,对我国氢燃料电池发电装置海上应用可行性具有一定参考价值。