目前在船舶轴带电机系统领域,先进的技术多由国外大型公司掌握,我国在该领域的技术较为落后。为提高我国在国际上的竞争力,本文对船舶轴带电机系统进行研究,通过分析船舶轴带电机系统的组成和原理,选择永磁同步电机和四象限变电流器作为轴带电机系统的主要部件,建立电机和变流器的模型,通过参数解耦进行控制;研究了瞬时无功功率检测和补偿方法;在Matlab下建立系统模型并进行仿真,论文主要研究成果如下:(1)本文对船舶轴带电机系统的原理和基本组成进行了研究,考虑到轴带电机需要分时工作在电动机工况和发电机工况下,选择了永磁同步电机作为轴带电机系统的电机。由于船舶航行速度不恒定,无论对于电动机工况还是发电机工况都有较大的影响,且既有的机械恒速装置和电气恒频率装置均存在一些不足,为此,本文采用基于PWM技术四象限变流器实现轴带电机系统和船舶电力系统的连接。即通过交—直—交变换避免轴带电机系统和船舶电力系统直接连接,两个系统相互独立,互不影响,便于控制。(2)为实现对轴带电机系统的控制,建立了永磁同步电机和四象限变流器的数学模型,自然坐标系下的数学模型是一个多参数强耦合的方程,各参数之间相互影响,难以直接进行控制。对自然坐标系下的数学模型进行坐标变换,实现了参数的解耦,模型得以简化,便于对电机和四象限变流器进行控制。(3)由于船舶轴带电机经四象限变流器与船舶电网相连,而由于变流器自身的工作特性需要消耗大量无功功率,且无功功率波动较大。本文对瞬时无功功率的检测和补偿技术进行了研究,受限于自身的工作原理和系统参数,既有的无功功率检测和补偿技术对系统运行状态要求较高,且有一定的延时,为此,提出基于自适应理论的无功电流检测和无功功率补偿方法。(4)根据所建立的轴带电机、四象限变流器模型、SVG模型和对应的控制策略,在Matlab/Simulink环境下,搭建了轴带电机的仿真模型进行了仿真分析,结果表明,本文所建立的电机模型、四象限变流器模型对应的控制策略和方法,能够有效地实现对轴带电机系统进行控制,建立的SVG模型和无功功率实时检测和补偿方法能够对系统所需无功功率进行有效补偿。