为研究船舶电力推进系统的特性,以“海洋石油301”轮的电力推进系统为研究对象,进行建模与仿真研究。船舶电力推进系统是一个复杂的系统,本课题研究内容主要包括主推进电机建模、推进电机转速控制、逆变器建模、船舶推进器建模以及推进系统的可视化仿真程序设计,所有数学模型均在数学仿真建模平台MATLAB/Simulink下验证后再进行编程实现。推进电机原型是船用低压三相异步电动机,建模时采用假设理想条件成立的情况下用通用异步电机数学模型建模,电机转速控制方法是具有高转矩动态响应的直接转矩控制方法,同时给出了电机定子绕组在三角形接法和星型接法时空间电压的分布情况以及相应的扇区计算方法。推进器原型是“Z”型拖式推进器,推进器工作特性采用螺旋桨的敞水特性实验数据插值获得。在模型建模的基础上对船舶推进模型进行工况仿真,并就分级启动和斜坡启动两种工况以及测速工况进行仿真与实际数据对比,验证模型的正确性,分析船机桨各特性参数。通过与实际数据对比,仿真模型具有一定的精度,可以进行船舶推进性能的仿真分析。通过两种启动工况的仿真分析,螺旋桨转矩的突变是因为电机的惯性和船舶惯性具有较大的差别,在电机加速的时候船舶航速不能及时加速,使得螺旋桨进速急剧减小,负荷急剧变大。针对这一情况,在电机加速过程中考虑船舶航速的加速情况,可以改善螺旋桨负荷突变的情况。仿真程序采用前台界面、数据共享区、模型计算的结构进行设计,前台界面采用微软桌面显示框架Windows Presentation Foundation,以实现更佳的显示效果,数据共享区采用常驻内存的静态类实现。模型计算程序建模采用面向对象的方法以期实现模型的最大化复用。通过建立推进系统模型,本课题研究的仿真程序可以进行船舶推进系统的性能分析、电力推进系统的操作训练、也可以进行其他转速控制算法的研究。