摘 要

为了使船舶航行具备安全航行的条件，船舶需要进行一系列检查。船舶电站是船舶电力系统的核心组成，所以在船舶检测中更加重要。

负载能力是船舶电站进行电源测试时，一个重要的衡量标准。由于电力电子技术的发展，馈能型电子负载的应用越来越多。因为馈能型电子负载在完成测试试验的基础上，能够将测试电源输出的能量回馈到电网中，不但减少了能源的损耗还避免了试验场所温度的升高。所以开展电能回馈型电子负载的研究具有十分重要的经济意义和实际意义。

本文结合船舶电站电源检测和船级社的相关要求，主要完成了以下工作：

（1）分析了船舶电站电源检测和船级社的要求，研究了模拟电子负载的工作原理及分类；

（2）完成了新型AC/DC/AC馈能型电子负载的总体结构设计；包括模拟负载部分和电能回馈部分。研究了PWM变流技术和DSP控制系统。

关键词：船舶电站，模拟电子负载，电能回馈，PWM，DSP

Abstract

In order to make the ship sail with the condition of safe navigation, the ship needs to carry out a series of inspection. The ship power station is the core component of the ship power system, so it is more important in the ship detection.

Load capacity is one of the important measures for power supply testing of ship power station. Due to the development of power electronic technology, more and more applications of energy supply electronic load are applied. Because the feed energy type electronic load on the basis of complete test test, the energy output of the test power supply back to the power grid, not only reduces the energy loss but also avoids the test site temperature rise. So it is of great significance to carry out the research on the electronic load of the electric energy feedback type.

In this paper, combined with the ship power detection and classification society of the relevant requirements, mainly completed the following work:

(1) analysis of the power supply detection and classification society requirements of the ship power station, the study of the working principle and classification of analog electronic load;

(2) the overall structure design of a new type of AC/DC/AC feed energy electronic load is completed, including the simulation load part and the electric energy feedback part. The PWM converter technology and DSP control system are studied.

Key words: ship power plants; analog electronic load; energy feedback; PWM;DSP

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 1

1.3研究意义 2

1.4研究内容 3

第2章 船舶电站 4

2.1船舶电站组成 4

2.2船舶电力系统主要参数 5

2.3船舶同步发电机 6

2.4船舶电站电源检测要求 7

2.5本章小结 9

第3章 模拟电子负载 10

3.1模拟电子负载的种类 10

3.2 IGBT的结构特征和工作原理 10

3.3馈能型电子负载工作原理 12

3.3.1 馈能型电子负载结构原理 12

3.3.2 整流器的定义与分类 13

3.3.3 逆变器的定义、原理与分类 14

3.4 PWM变流技术的定义与方法 15

3.5本章小结 16

第4章 电路设计 17

4.1总体结构 17

4.2 PWM整流单元 18

4.3整流单元的DSP实现 21

4.4 PWM逆变单元 21

4.5逆变单元的DSP实现 23

4.6本章小结 23

第5章 结论与展望 24

5.1结论 24

5.2展望 24

参考文献 25

致 谢 27

第1章 绪论

1.1研究背景

为了使船舶具备安全航行的技术条件，船舶要进行一系列的检测。船舶电站是船舶电力系统的核心组成，所以船舶电站的检测是船舶电力系统的重点检测对象。

船舶电站，是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。它由电源设备、配电板、电网和负载组成。但在船舶电站检测中主要检测的是电源设备（主发电机组）--船舶电力系统的心脏，其工作的安全性和可靠性决定了全船电气设备是否能够正常运行。

根据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》中的相关规定，船舶电站中所有的操舵电动机和发电机都应该进行检验和在各种工作条件下进行运转试验，其目的是保证船舶电气设备的正常运行。船舶试验分为系泊试验和航行试验两种。系泊试验是船舶在码头系泊时，对各种设备进行运行试验。系泊试验的目的是检查船舶主要设备的安全性和可靠性，然后对不符合要求的地方进行修改，使船舶具备安全航行的条件。其中最重要的检测之一就是船舶电站应做110%额定负载的过载试验^[1]。

1.2研究现状

用静态电阻来模拟实际负载，这样操作起来很简单，但在实际工作中电子负载的会随着工况的不同而变化。所以很难用静态负载来模拟出实际负载。随着电力电子技术的不断发展与进步，特别是半导体技术的发展，各种功率半导体开关器件在实际中的应用越来越多。同时，也为船舶电站电源测试领域提供了理论和实践的基础。为了能够更好的模拟电子负载，许多的国内外专家和学着都在不断的努力研究模拟电子负载，希望以后能用模拟电子负载来代替实际负载。

模拟电子负载，简称电子负载，其工作原理是控制内部功率MOSFET或晶体管的导通量（量占空比大小）,靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，从而模拟出阻性、容性、感性负载的主要特点。 一般开关电源的调试检测是不可缺少的^[2]。