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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 =
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