船用永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、隨著船舶吊艙技術(shù)的應(yīng)用，永磁電機(jī)及其控制技術(shù)得到迅速發(fā)展。永磁同步電機(jī)以其單位體積下功率密度較大、重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn)，使其能夠應(yīng)用于船舶吊艙電力推進(jìn)系統(tǒng)中。目前，國(guó)際上船舶推進(jìn)方式發(fā)展趨向是電力推進(jìn)系統(tǒng)，但這項(xiàng)技術(shù)的研究在我國(guó)還比較滯后，實(shí)際應(yīng)用還是比較有限。在現(xiàn)實(shí)條件下對(duì)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的故障現(xiàn)象分析也是較難實(shí)現(xiàn)，所以更深入的研究永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)建模仿真在船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)研究領(lǐng)域應(yīng)用是一個(gè)非常重要的課題。
　　首先，根據(jù)永

2、磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和船用大功率永磁同步電機(jī)的參數(shù)，搭建了永磁同步電機(jī)的仿真模型，在電機(jī)轉(zhuǎn)速開環(huán)下的仿真結(jié)果可見，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩在過度過程中波動(dòng)很大。針對(duì)這一問題，引入電機(jī)的控制方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確有效控制。其次深入研究永磁同步電機(jī)矢量控制的基本思想，將磁鏈和轉(zhuǎn)矩通過坐標(biāo)變換，進(jìn)行解耦等，將其轉(zhuǎn)化成為類似直流電機(jī)的控制，得到直流調(diào)速系統(tǒng)相同的靜、動(dòng)態(tài)性能。在深入研究了永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理的基礎(chǔ)上，在精確判斷定子磁鏈和空

3、間大小和位置，且同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩的條件下，把轉(zhuǎn)矩作為直接控制量控制，搭建了基于開關(guān)表選擇的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模型。最后，根據(jù)以上控制方法的研究，結(jié)合螺旋槳的負(fù)荷特性以及船體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，搭建了基于螺旋槳負(fù)荷特性的永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型。
　　在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明矢量控制能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制并具有良好的轉(zhuǎn)矩響應(yīng);直接轉(zhuǎn)矩控制的磁鏈曲線近似為圓形，控制輸出量達(dá)到預(yù)期效果，但是電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩