【摘 要】
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航运业的低迷、环保意识的提高和高额的运营成本使得节能减排技术日益受到各大航运企业的重视,船舶轴带发电机利用主机的富余功率进行发电有效地提高了船舶电站的经济性。当
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航运业的低迷、环保意识的提高和高额的运营成本使得节能减排技术日益受到各大航运企业的重视,船舶轴带发电机利用主机的富余功率进行发电有效地提高了船舶电站的经济性。当前的船舶轴带发电系统存在变频器容量大、造价高、动态响应慢和可靠性低等缺点。无刷双馈电机采用一个特殊结构的转子,配备一个小容量的变频器即可在较宽的转速范围内实现恒频恒压发电。无刷双馈发电系统具有可靠性高、成本低等特点,在船舶发电领域将具有良好的发展前景。本文在论述船舶轴带发电机与无刷双馈电机的发展历程、国内外研究现状和无刷双馈电机用作船舶轴带发电机所具有的优势和意义的基础上分析了无刷双馈电机的运行原理和特殊转子结构的磁场调制理论,介绍了无刷双馈电机的结构特点,定子上存在功率绕组和控制绕组两套绕组,转子有嵌套笼型转子结构、凸极磁阻转子、径向叠片磁阻转子结构和绕线转子结构等多种转子结构,具有异步运行、同步运行、双馈调速运行和发电运行等多种运行方式。针对无刷双馈电机结构尺寸问题,采用经验公式进行计算,并对转子结构进行选择,确定将径向叠片磁阻转子作为研究对象。利用有限元软件Ansoft Maxwell对径向叠片磁阻转子参数进行优化研究,主要包括极弧系数、导磁层数目、导磁层宽度和导磁层与转子轴心的距离等,得出了最优的转子结构参数,并对无刷双馈电机的电感参数进行计算。根据无刷双馈电机的数学模型,利用Matlab/simulink软件搭建船用轴带无刷双馈发电机的标量控制模型进行仿真分析,验证了船用轴带无刷双馈电机标量控制策略合理可行。
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