船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究.pdf

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1、第39卷第5期2017年5月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．39．NO．5May，2017船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究刘恩东，高岚，罗永吉，朱汉华，司宇航，胡佳(武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室，湖北武汉430063)摘要：为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性，在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上，建立永磁同步电机矢量控制(vC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电力推

2、进系统并进行仿真，分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性。仿真结果表明；2种控制策略都有很好的控制效果，在保证良好的调速性能同时，保持整个系统的稳定性，二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性。关键词：电力推进系统；永磁同步电机；矢量控制；直接转矩控制中图分类号：U664文献标识码：A文章编号：1672—7619(2017)05—0088—06doi：10．3404／j．issn．1672—7619．2017．05．017Researchonmodeling＆simulationanalysisof

3、marineelectricpropulsionsystemofVC／DTCspeedcontrolstrategyLIUEn-dong，GAOLan，LUOYong-ji，ZHUHan—hua，SIYu-hang，HUJia(KeyLaboratoryofMarinePowerEngineeringandTechnology，MinistryofTransportation，WtthanUniversityofTechnology，Wuhan430063，China)Abstract：Tostudyofdifferentp

4、ermanentmagnetsynchronousmotorspeedcontrolstrategyofpowerMarinepropul—sionmotorspeedcontrolperformanceandapplicabilityintheelectricpropulsionsystem．onthebasisofmathematicalmodelofthepropulsionmotorandpropellerload，establishedthepermanentmagnetsynchronousmotorvector

5、control(vc)anddirecttorquecontrol(DTC)system．Establishmentofmarineelectricpropulsionsystemandsimulationbasedontherealship，whileanalyzingtwokindsofcontrolstrategyofspeedcontrolperformanceandstabilityofshippowerstation，undertheworkingconditionofshipspeed．Thesimulatio

6、nresultsshowthatthetwokindsofcontrolstrategyhasgoodcontrolef-feet，whileensuringgoodspeedregulatingperformanceatthesametime，maintainthestabilityofthewholesystem，bothintheshipelectricpropulsionsystemhascertainapplicability．Keywords：electricpropulsionsystem；permanentm

7、agnetsynchronousmotor；vectorcontrol；directtorquecontrol0引言永磁同步电动机(PMSM)以其效率高、功率因数高、力矩惯量比大、定子电流和定子电阻损耗小且转子参数可测、控制性能好等优点，成为船舶推进电机的最优选择。作为船舶电力推进的核心，交流电机调速目前有2种比较成熟且应用广泛的控制策略，分别是矢量控制(VectorCon仃ol，VC)和直接转矩控制(DirectTorqueCon仃ol，DTC)【”。虽然这2种控制方法在其它领域已得到广泛应用，但由于船舶推进电机具有大功率

8、、大转动惯量等特点【21，且运行工况较为复杂，所以VC和DTC两种控制策略能否适用于船舶电力推进系统的永磁同步电动机调速控制以及两种策略的调控效果优劣仍有待深入研究。本文在船舶永磁同步推进电机模型的基础上分别建立矢量控制和直接转矩控制系统，在Matlab／Sim一收稿日期：2016—08—