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小比例船舶电力推进实验装置的仿真研究*
张勇军 陈辉
（武汉理工大学能源与动力工程学院 武汉 430063）
E-mail：zhangyongjun-z@163.com
摘 要: 本文根据小比例船舶电力推进实验装置以及spwm控制的基本组成和工作原理, 设
计与其相一致的仿真系统,利用SABER软件对模型进行仿真试验，并通过实验装置的
台架实验来验证仿真模型的正确性和控制系统的有效性。
关键词: 船舶电力推进；仿真；电机
中图分类号：U674.7
0 引言
当今，以热机(如柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等) 为动力直接或间接驱动螺旋桨的机
械推进系统仍是船舶推进的主要型式。但是，随着人类生活方式的提高和文明意识的进步，
对船舶推进型式的性能提出了更高的要求。船舶电力推进系统逐渐体现其优势，呈现出蓬勃
的发展趋势。各航运及造船大国均投入大量的人力、物力开展电力推进技术的研究。本文利
用 SABER 软件对实验装置进行仿真，对电力推进船舶典型工况下进行模拟，得出相应的仿
真曲线。
1 实验装置的介绍
针对船舶电力推进系统特点，以船舶的电力推进系统为研究对象，在武汉理工大学能
源与动力工程学院采用小比例三相异步电动机构成推进和负载系统来仿真船舶电力推进系
统的半实物混合仿真研究和教学实验平台的总体方案。该方案由推进变频器、推进电机、负
载变频器、负载电机以及控制单元组成。推进变频器、推进电机和推进控制单元组成推进子
系统，用于仿真推进电机的特性；负载变频器、负载电机和负载控制单元构成转矩伺服系统
仿真船舶螺旋桨特性。考虑到在正常航行期间推进电机和负载电机分别处于电动状态和制动
状态，而在紧急停船期间推进电机和负载电机分别处于制动状态和电动状态，推进电机的变
频器配置了制动单元。变频器采用矢量控制方式，提高调速范围和动态响应速度，使推进电
机和负载电机在极低的转速下能稳定运行，满足电力推进动态和静态负载特性仿真的要求。
图 1 为方案总图。
图 1 船舶电力推进仿真装置总体方案系统图
*
项目支撑：教育部高等学校博士点科研基金资助（批准号：20040497012）
A
C
DC
AC
380 V / 50H z H z
Switchboard
(not included)
C onverter transform er
Rectifier
DC BUS
Propulsion
m o to r
690V
M
R
690V
A
C
DC
DC
Brake
C hopper
AC
DC
M
Load m achine
Propeller
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