基于SEDS的船舶电力推进系统的建模与仿真.pdfVIP

常将有日思无日，莫待无时思有时。——《增广贤文》 基于SEDS的船舶电力推进系统的建模与仿真 石一辉，闵 勇，鲁宗相 （清华大学电机系 电力系统国家重点实验室，北京 100084 ） 摘 要：船舶电力推进系统的建模与仿真是船舶综合电力系 同步发电机采用实用六阶模型，励磁系统采用 统设计的重点。本文基于 SEDS 仿真平台建立了船舶电力推 IEEE Std 421.5[3]推荐的AC1A 型交流励磁系统。 进系统的仿真模型，实现了船舶电力推进系统的数字化建模 1.2 船舶主推进系统 与仿真，并分析了电力推进系统的稳态、动态特性。实船仿 船舶主推进系统 由螺旋桨、永磁同步电动机 真算例验证了该仿真模型的正确性，为船舶电力推进系统的 （PMSM ）和变频器构成。变频器通过控制输出电 辅助设计奠定了基础。 压的频率调节永磁同步电动机的转速，永磁同步电 关键词：SEDS；电力推进；直接转矩控制 动机拖动螺旋桨旋转，实现船舶的推进和航速的调 0 引言 整。 上世纪 80 年代，随着电力电子技术和电机调 1.2.1 螺旋桨 速技术的发展，电力推进相对于机械推进在调速的 由文献[4]可知，螺旋桨的转矩特性为： 快速性和精确度、操控的灵活性以及推进装置配置 ρ 5 ′ω2 （1） T = D K n n =K 等方面的优势，使得船舶电力推进系统成为船舶动 m T T 式中：ρ为海水密度， 为螺旋桨直径，K 为 力系统的主要方式。20 世纪 90 年代，我国也开始 D T 对船舶综合电力系统展开了研究，并相继建成了多 转矩系数， 为螺旋桨转速。 n 艘采用电力推进的民船。 1.2.2 永磁同步电动机 现代船舶综合电力系统相对陆上电力系统而 永磁同步电动机模型[5]采用电动机惯例，同步 言是一个强耦合、快响应、电压和频率波动较大的 旋转坐标系 q 轴领先 d 轴 90 °。此时永磁同步电动 系统。船舶综合电力系统中推进器的运行更是一个 机的电压方程为： 复杂的非线性过程，短暂的暂态过程决定了在分析 ⎧ dψ u =