小型電力推進(jìn)船舶PMSM控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、近幾十年來，隨著電力推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)在可靠性、運(yùn)行效率和推進(jìn)功率方面都有了突破性的進(jìn)展，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。當(dāng)前，越來越多的小型內(nèi)河旅游、工程船舶采用了電力推進(jìn)系統(tǒng)。小型船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的核心是推進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動控制，而該技術(shù)一般都由國外引進(jìn)。本文選取了小功率(10-25KW)永磁同步推進(jìn)電機(jī)作為研究對象，深入研究了其調(diào)速控制，對推進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的國產(chǎn)化有重要的現(xiàn)實意義。 文章首先分析了小型船舶電力

2、推進(jìn)系統(tǒng)的負(fù)載特性，建立簡化的船一槳數(shù)學(xué)模型，并確定了以目前比較成熟的矢量控制技術(shù)作為推進(jìn)電機(jī)的調(diào)速控制方式。其后，在理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了可用于小型電力推進(jìn)船舶的交流永磁同步電機(jī)調(diào)速控制器。硬件的主控部分采用了專用于電機(jī)控制的DSP芯片，驅(qū)動部分采用了集成功率器件和保護(hù)電路的智能功率模塊IPM，簡化了電路的設(shè)計，提高的系統(tǒng)的可靠性。主控部分主要實現(xiàn)了PWM信號的輸出，電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置反饋信號的輸入檢測，電流的檢測和上位機(jī)的通訊

3、。功率驅(qū)動部分主要實現(xiàn)了對控制電機(jī)三相電流的逆變輸出，包含有主回路、IPM外圍電路和電流電壓的采樣檢測電路。 結(jié)合本控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文用DSP匯編語言完成了控制系統(tǒng)的軟件，并采用模塊化的方式，改善軟件的實時性和可移植性。軟件可以分為初始化、主循環(huán)、主中斷以及通訊中斷程序四部分。 文中給出了軟件的結(jié)構(gòu)流程及部分程序模塊的設(shè)計方法，并提出了一種軟件死區(qū)補(bǔ)償方法，該方法有效地削弱因死區(qū)帶來的畸變電壓，提升了系統(tǒng)的控制性能。