自石油危机以来,节能问题便成为国内外研究的热点。船舶作为油耗大户,其节能技术的研究亦得到了广泛的关注。在船舶正常航行时,采用轴带发电机装置向全船电力系统供电,是节能的一种有效途径。本文针对轴带发电机系统的工作原理进行了分析研究,对各环节进行数学建模,并利用MATLAB软件对其主要环节进行了仿真实验。本文对轴带发电机的优缺点、分类及国内外研究现状等问题进行了简要介绍,并对应用较多的西门子晶闸管轴带发电机系统的控制原理进行了详细分析。通过对同步电机数学模型的研究,根据实验室西门子轴带发电机物理仿真系统,建立起轴带发电机、轴带发电机励磁系统、同步补偿器、同步补偿器调压器和整流逆变器等环节的数学模型,并根据控制原理将各模型连接在一起构成整体系统。由于轴带发电机由主柴油机拖动,无法对原动机的转速进行调节,其转速随海况变化且变化范围较大,致使轴带发电机的控制方式有别于常规柴油发电机。轴带发电机经整流器和逆变器向电网输送电能。电网电压和无功功率的调节主要依赖于与轴带发电机并联的同步补偿器及其调压器,而有功功率的调节则依赖于轴带发电机的励磁调节子系统和有源逆变的逆变角控制子系统。介于轴带发电机控制系统的独特性,本课题利用电路图纸等资料,对轴带发电机的励磁控制子系统及逆变角控制子系统进行了深入研究,利用PI控制原理,对系统输出进行有效地调节。本课题所建立的仿真模型经过整体调试后,运行良好。仿真所得到的各输出波形符合系统控制原理,所采集的数据与实验室物理仿真系统的实测数据十分接近,达到了研究的目的,对于轴带发电机的探索研究具有积极作用。