一种应用于船舶轴带同步发电机变流器系统的新型PWM整流控制策略

为了降低大型船舶航行时的碳排量和燃油成本,缩短柴油发电系统的运行时间成为一种理想的解决方案,而采用轴带发电系统则能较好地实现这一目标。传统轴带同步发电机变流器系统无法充分利用发电机容量,发电机侧功率因数较低且电流谐波含量高,直流母线电压波动较大,导致逆变侧输出的交流电压幅值不稳定。该文采用一种新型的宽频无刷励磁同步发电机(broad-frequency brushless excite synchronous generator,BFBESG)与四象限变流器(fourquadrant converter,FQC)相结合的方式。在轴带发电机侧,提出基于复矢量PI控制器电流内环和基于瞬时功率平衡的电压平方外环的双闭环变频PWM整流控制策略。采用变频谐振锁相环对发电机端电压进行相位锁定。设计并研制了100 k W轴带同步发电机变流器试验样机。通过样机负载实验验证了所提控制策略的可行性与优越性。

基于全控型PWM变流器的船舶轴带发电机系统研究

传统的以半控型晶闸管逆变的轴带发电机控制系统较简单,但存在对船舶电能质量影响大,负载适应能力差,且需要依靠同步发电机补偿无功等缺点。本文介绍了一种新型的轴带发电机控制模式,利用全控型PWM整流器的四象限运行功能,对功率进行解耦控制,实现有功控制,无功补偿。对整个系统的主电路与控制方案进行了仿真研究,结果表明,这种新的轴带发电机控制能够克服原有系统的不足,具有充分的可行性与较大的优越性。

船舶电力推进同步发电机-推进变流器系统谐波特性仿真

对船舶电力推进用同步发电机-推进变流器系统的电压畸变进行了量化分析,建立了该系统的Matlab/Simulink仿真模型,对负载为线性和非线性的两种工况进行了仿真分析,从而确定同步发电机-推进变流器系统中的谐波特性,并针对系统中存在的谐波提出了抑制总谐波及单次谐波畸变的方法.最后,对比分析了仿真谐波畸变值和IEEE标准中规定的畸变值.

船舶轴带无刷双馈发电机关键技术研究

针对额定功率为5kW的小型内河船舶轴带无刷双馈发电机系统,基于有限元分析法,建立船舶轴带无刷双馈电机数学模型;针对定子绕组选用3Y/△联结绕组设计,可灵活调整每相支路槽号,显著降低三相绕组不对称对电磁性能的不利影响;设计了一款深槽加导条式凸极转子,并对深槽的深度和宽度进行优化设计,结合有限元分析,探讨了无导条和加导条对该凸极转子磁场调制性能的影响;模拟船舶主柴油机驱动轴带无刷双馈发电机运行工况,进行了样机对拖试验,验证了设计方法的可行性。

船舶轴带发电机系统的仿真设计与建模

介绍了WMS2000型轮机仿真器中轴带发电机系统的工作机理、仿真系统设计及数学建模方法,并给出了部分具体数学模型。仿真轴带发电机采用西门子轴带发电机系统作为仿真母型。经简化设计,仿真轴带发电机系统包括集控室的操作屏、机舱的整流/逆变屏和电站监控计算机中的模拟检测系统。建立了能量系统模型、电力回路系统模型和控制系统模型。能量系统模型遵循能量守衡定律,电力回路模型估算了电流、电压及频率等参数,控制系统模型依据特性曲线得到。所建立的数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况,达到了较高的稳态和动态仿真精度。

永磁直驱轴带发电机在船舶中的应用技术比较：同步发电机和永磁发电机在轴带发电机中的应用

传统的船舶发电是使用独立的辅助发电机组或通过将所谓的轴带发电机连接到主机上进行发电。辅助发电机组通常包含。台发电机和恒速四冲程柴油机。优势在于恒速运行，发电机馈送恒定频率的电能到电网，无需变换频率的电力电子设备，且不依赖于推进系统，因此航行中或靠港后可持续发电。缺点是辅助发电机组需要较多空间和较大量的维护工作，一般情况下无法使用价格低廉的重质燃油（HFO）。

基于无刷双馈发电机的船舶新型轴带发电系统

传统船舶主机轴带发电机在提高船舶营运经济性能方面取得了很大的效益,但也存在不少问题。在简要总结传统的轴带发电系统和一种作为新型发电机的无刷双馈发电机结构特点的基础上,提出了采用无刷双馈发电机作为船舶轴带发电系统的方案。而后结合无刷双馈发电机的数学模型和船舶轴带发电系统的特点,详细分析了船舶无刷双馈轴带发电机系统的组成结构与控制措施,为其在船舶轴带发电系统的实际应用奠定了理论基础。

船舶轴带发电机的发展与新方法的研究

现在广泛使用的船舶轴带发电机系统控制相对简单,但对船舶电网中的电能质量影响大,并且需要依靠同步发电机来补偿无功等缺点。本文在分析了轴带发电机发展历程与工作过程的基础上,介绍一种新型的轴带发电机模式,利用全控型PWM整流器的四象限运行功能,实现有功、无功的快速调节。给出了整个系统的主电路与控制方案,从理论上解释了这种新的轴带发电机系统的正确性和可行性。

含轴带发电机的船舶电站协调控制

船舶电站运行工况复杂,对供电系统运行的安全经济性要求较高,采用主机驱动的轴带发电机具有较好的节能效果。轴带发电机与辅助发电机并网运行时,馈电主开关之间必须进行综合协调控制,才能确保有序地连续供电。文章重点对含轴带发电机的船舶电站协调控制进行研究,结合某船复杂的运行工况和机组特性,制定出整船电站系统协调控制策略。经过验证,该船各种工况下功率分配满足要求,主开关控制策略设置合理,电站系统能够安全可靠运行。

船舶轴带发电机发展综述及前景探究

目前,国内外对轴带发电机的研究主要集中在轴带发电机的恒速传动装置以及恒频逆变装置方面,并没有重点研究轴带发电机的结构。现代的轴带电机系统发展方向是:投资成本不断降低,运行周期内节能效益不断提高,稳定性不断改善,功能上要求具有长期并联运行能力,同时具有PTI(Power Take In)和PTO(Power Take Out)双模式运行能力。从电机结构上来说,基于轴径向复合磁场的发电机结构新颖、节省材料、高性价比、体积小,还可以通过减小电机长径比来提高电机转矩密度,将会是未来船用轴带电机的研究和发展方向。

船舶轴带发电机系统建模与计算机仿真研究

以2700TEU的某集装箱船为母型,根据远洋船舶轴带发电机系统的工作原理和结构组成,建立系统各主要组成环节的数学模型,并利用MINIS通用仿真支撑平台实现了整个船舶轴带发电机系统的仿真。所建立的数学模型可以仿真轴带发电机系统的正常工作过程和过渡过程,达到了较高的仿真精度。

远洋船舶轴带发电机系统的仿真

本文介绍了WMS2002型远洋船舶轮机仿真器中轴带发电机系统的工作机理、仿真系统设计及数学建模方法,其数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况。

某散货船抱轴式轴带发电机对轴系设计影响

国际海事组织(IMO)为了进一步控制船舶CO_(2)的排放,针对现有营运船和新建船制定了一系列的新规则规范,尤其是关于EEDI和EEXI的相关要求,该要求对于散货船来说,是极其苛刻和严格的,散货船在没有新增额外节能措施和使用绿色清洁能源的情况下,是非常难满足相关要求的。

船舶双馈轴带发电机的线性自抗扰并车控制

在分析了船舶双馈轴带发电系统的结构特点之后,建立了同步旋转坐标系下双馈轴带发电机的数学模型。在此基础上,提出了一种线性自抗扰并车控制方法。采用扩张状态观测器对转子电流状态方程中的不确定项进行观测并加以补偿,提高了系统的跟踪性能。为了实现无冲击并车,根据自抗扰控制的计算原理,设计了无扰切换的具体实施方法。仿真和实验结果表明,与PI控制相比,该控制方法超调量小,响应速度快,抗扰能力强,更适合应用在对可靠性要求较高的船舶领域。

基于SVPWM的船舶轴带发电机Z源逆变器仿真分析

SVPWM控制策略的直流电压利用率高、动态响应快,可应用于船舶轴带发电机的逆变电路系统控制中。结合Z源逆变器的电路结构、工作状态及工作原理,在matlab/simulink中搭建Z源逆变器作用下的船舶轴带发电机SVPWM仿真控制系统。通过仿真可知,系统不仅可输出满足条件的并网电流和电压,且可通过调整直通零矢量占空比获取不同的线电压。

船舶轴带发电机系统的建模与仿真

以1700TEU的某集装箱船为母型,研究了远洋船舶轴带发电机系统的工作原理并对其进行数学建模及仿真,所建立的数学模型可以仿真轴带发电机系统的正常工作过程及过渡过程的工况,达到了较高的稳态和动态仿真精度。

船舶轴带发电机电站监控系统设计

结合某一近海救助船,对轴带发电机电站监控系统进行了设计,并详细介绍了电站的自动控制功能。该系统可以实现电力系统的综合管理、自动控制、测量、显示和安全保护等功能,具有较高的自动化程度,能够保证电站的供电质量和安全运行。

船舶轴带发电机应用及相关EEDI研究

为顺应当前节能减排的大趋势,轴带发电机已经广泛应用于安装二冲程低速机的远洋运输船上,本文介绍了船舶PTO型轴带发电机的工作模式、布局限制、稳定性及增加功率输出的方法,通过船舶实例详细分析计算该型轴带发电机的安装对能源效率设计指数(EEDI)的影响,结果表明,安装PTO能有效降低船舶的EEDI值,积极起到节能减排的效果。

船舶轴带发电机转为推进电动机的功能实现

双主机驱动双CPP螺旋桨是目前三用工作船的主要推进方式,这些船舶主机一般都经齿轮箱同时驱动轴带发电机,作为船舶大负载的供应电源,轴带发电机作为推进电动机使用的实例很少。本文主要介绍和分析某艘船舶轴带发电机转变为推进电动机使用,实现单主机驱动双桨过程中,电机如何实现异步启动、同步运行及失步保护功能。通过这种设计在提高船舶设备利用率同时,大大提高了船舶低速航行的经济性和稳定性。

船舶可控硅轴带发电机系统的数字计算机仿真

建立了船舶可控硅轴带发电机系统的数学模型,模型中同步发电机和同步补偿器的参数由实验方法测出。本文运用“仿真试验法”对其参数进行了精确校正,并用FORTRAN 77语言编写了仿真程序。通过各种运行状况的数字计算机仿真,改进了控制系统部分环节的结构,确定了主要调节器的参数。