電力對于生產和社會的進步來說作用是非常大，人們的生活也離不開電力。本文主要研究的是電力對船舶的一些推進作用，本文研究基于異步電力測功機的船舶推進電機控制。

　　《船舶標準化工程師》船舶技術期刊，創刊于1998年，由中國船舶重工集團公司第七研究院/第七○四研究所主辦。是國內公開發行的標準化技術類刊物，設有方針政策、標準化與規范研究、標準化管理、新軟件介紹、技術講座、船舶環境條件及其試驗檢測技術、國際船舶標準信息和船舶產品信息等欄目。

　　對于研究電力對船舶的推進作用主要是通過研究推進電機的控制進行研究。通過建立控制及系統的模型，利用異步電力測功機來模擬船舶的特性，從而研究對推進電機的控制。在本文中主要通過研究分析對異步電力測功機的研究來討論分析船舶的推進電機控制的能力及有效性。

　　采用電力來實現推進作用，主要是可以實現高效可靠并且污染較少的效果和目的。這種使用方式在船舶中的使用范圍是比較大的，根據相關的數據統計，船舶在相同的條件下，使用柴油機進行推進要比使用電力推進多消耗10%左右的油量。研究推進電機的控制能力是研究船舶電力推進的主要問題。在實驗室的研究中，進行模型測試，檢查控制方法的可行性;船舶在運行的過程中，檢查電機是否可以正確的運轉及反應等。以上這些研究不但需要營造復雜的實驗室環境，同時對于技術的要求也是比較高的，而這些都是我們需要解決的問題。

　　1 教學模型

　　在本次研究中我們主要以鼠籠式的異步電動機為例，在電機的轉子端的電壓是零。如果我們假定在電動機的磁路是線性的，在轉子和定子中產生的繞組電流的磁勢在空間中的分布呈現正弦分布。如果我們對于內部的損耗忽視，對于磁飽和和渦流效果不計，同時不考慮外部的頻率及溫度的影響，建立相應的異步電動機教學模型

　　2 矢量控制的原理及仿真

　　異步電動機在建立的數學模型中，經定子的矢量電流分解為兩個分量，但是為了要達到對電機的轉矩精準的控制效果，將這兩個電流分量等效為類似于直流電機的轉矩分量，在這個過程中需要進行坐標的定向，也就是在坐標中制定特定的坐標，在這個時候坐標下的兩個定子電流的分量就是勵磁分量及轉矩分量。比較常用的定向的方式為三種，分別為定子磁場定向、轉子磁場定向、氣隙磁場定向。在這三種方式中，只有轉子磁場定向真正的實現了解耦控制，也是目前在實際應用中使用最廣泛的一種定向方式，在本次的研究中我們主要討論的就是這種定向方式。

　　根據磁場定向技術進行異步電機的矢量原理主要是在電機經過設定后轉速與實際的轉速相互比較，通過對速度控制器的輸出來推進電機進行定轉矩的電流分量，電機的給定勵磁電流分量通過坐標中的矢量進行確定，而推進電機的實際轉矩則可以通過計算來獲得。給定勵磁電流的分量以及給定轉矩的電力分量經過了坐標的改變后，我們可以得到定子的三相電流，這種電流與推進電機中的實際三相電流經過比較厚，輸入到電流滯環的PWM單元中，經過相應的輸出PWM波控制著逆變器中的開關，實現電流的通斷功能，最終控制了推進電機在預先設定的轉速的運行和轉動。

　　對于推進電機矢量的控制仿真主要是建立相應的仿真模型，在模型中預先設置電機的推進參數，主要參數包括額定功率、額定電流、額定電壓、額定頻率、電阻、電流及摩擦系數等。在上面我們分析矢量的控制中，進行直接的轉矩控制是不需要進行磁場定向及坐標的復雜變化的，所以在這個過程中轉矩對于設置的反應速度是比較快的，這樣也就非常適合對于負載電機的控制操作。

　　3 電機互相反饋的研究理論基礎及分析

　　對于推進電機的研究主要采用的是矢量控制，我們利用變頻給定電機轉速，在電機運轉的過程中處于電動機的狀態，而負載電機和推進電機由機械的軸進行了直接的連接，這樣就采用了直接的轉矩控制，這種控制方法與負載電機的控制相比，因為在使用了同軸相連的電機來實現推進，所以不會利用轉速環，這樣就可以直接給定負載電機一個電磁轉矩，保持了工作中的發電機狀態。在這個電機的互饋工作面中，主要的轉速是由于推進電機的給定實現了控制，所以負載的多少有控制負載電機的轉矩在實現控制和改變。

　　在我們建立的互饋平臺的模型中，推進電機的主要矢量控制模塊保證了整個模型是一個整體，保證了模型的完整性，負載電機的直接轉矩控制系統替代了在模塊中建立的速度環，通過外部進行直接給定轉矩，這兩個模塊經過中間的機械軸模型達到了連接的目的。在機械軸模型中，輸入了這兩種模塊的轉速模塊控制。在進行仿真模型開始操作的時候，將推進電機的給定轉速設定為每分鐘300轉，負載電機的給定轉矩為-15N・m，當運轉5s后，轉矩達到-25N・m。在推進電機和負載電機進行轉矩和轉速突然改變的時候，都可以保持快速并且穩定的運轉，兩種電機的機械轉速是相同的。但是負載電機轉矩的相應比較快，同時發生的麥脈動也是比較大的，而推進電機在要比負載電機稍大一些。在整個的系統中，轉速促使推進電機的改變，按照相對應的曲線，保持負載電機轉矩與負載轉矩的相呼應。這樣也就實現了利用電機平臺來對負載特定的有效模擬，也就達到了對于推進電機實現控制性能的研究目的。

　　4 結語

　　對于研究電力對船舶的推進作用主要是通過研究推進電機的控制進行研究。通過建立控制及系統的模型，利用異步電力測功機來模擬船舶的特性，從而研究對推進電機的控制，而研究推進電機的控制能力是研究船舶電力推進的主要問題。采用電力來實現推進作用，主要是可以實現高效可靠并且污染較少的效果和目的。這種使用方式在船舶中的使用范圍是比較大的，根據相關的數據統計，船舶在相同的條件下，使用柴油機進行推進要比使用電力推進多消耗10%左右的油量。在本次的研究中，我們主要討論的是數學模型的建立、矢量控制及研究互聘平臺的理論基礎及結果分析，通過研究分析我們發現，基于異步電力測功機實現對船舶推進電機的控制，需要我們投入更多的研究精力，收集大量的研究數據和資料，在保證在研究過程中大量的理論需要。通過建立電機的互饋仿真平臺，能夠有效的推進電機的矢量控制效果，通過控制電機的轉速，將負載電機與推進電機實現連接，通過直接的轉矩控制來實現矢量控制。利用模型試驗研究，我們可以確定研究的可行性，為今后的船舶推進電機控制研究提供研究基礎和可行性參考。

　　參考文獻：

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