整流发电机在船舶电力推进系统中起到主要的电能来源作用,它在正常运行过程中可靠程度、故障后的快速诊断和影响以及故障后的保护都直接影响着船舶的安全稳定运行。所以基于整流发电机故障诊断对电力推进系统的保护,得到了国内外学者们的关注并且成为了研究的重点,具有一定的实际工程意义。本文针对以下几个方面进行了深入研究。第一,基于环形网络结构的船舶电力推进系统,构建了原动机及其调速系统、十二相同步整流发电机及其励磁系统以及推进系统的仿真模型,实现了整流发电系统单机、船舶电力推进系统在不同工况的仿真运行,仿真结果正确并为后续研究奠定了基础。第二,针对发电机整流输出侧短路故障和整流元件开路故障,深入研究了其故障机理和故障特征。针对发电机输出侧短路故障,推导了空载运行状态下输出侧短路电流的表达式,在此基础上进行了仿真验证。针对整流元件开路故障,将其分为五小类故障,并对直流侧输出电压和交流侧相电流进行了仿真对比。通过仿真分析总结了上述两大类故障后对推进系统产生的影响。第三,针对发电机整流输出侧短路以及整流元件开路两大类故障,分别采用小波分析和BP神经网络以及小波分析和RBF网络的方法对当前故障分属于哪一类别进行诊断,然后利用发电机交流侧十二相相电流对故障的二极管进行有效定位。第四,设计了一种新型直流限流式断路器,重点分析了拓扑结构、工作原理、控制原理和参数设计四个方面,在此基础上构建了仿真模型并进行验证。为保证可持续的对负载供电,基于新型直流限流式断路器,对船舶电力推进系统保护方案进行了设计,仿真验证了保护方案行之有效。第五,基于实时性、故障诊断以及保护等要求,在SQL Server、LabVIEW、MATLAB和Veristand等的基础上,完成了船舶电力推进系统故障诊断与保护实时模拟仿真平台的搭建,并以实例证实了实时模拟仿真平台的实用性。