燃料电池新能源船舶高升压Z源电力推进系统

摘要

为了解决船舶排放对环境的污染问题和改善推进电机的控制性能,针对燃料电池动态响应上的不足,提出了以燃料电池为主电源超级电容作为辅助电源的新能源船舶,其推进逆变器采用具有高升压比的Z源逆变器,很小的占空比就可以得到很高的升压能力,同时还减少电容和逆变桥的电压应力.详细研究了新能源船舶的运行模式和工作原理,在此基础上推到了系统小信号数学模型,设计了控制器,通过控制直通占空比和调制因子来控制燃料电池和超级电容的输出功率.在船舶运行时,采用直接转矩方法控制推进电机的速度,燃料电池提供平均功率,超级电容提供瞬态功率且吸收制动功率.最后进行了仿真和试验,从而验证了船舶在电动和再生制动工况运行时控制策略的正确性.