混合动力船舶电力推进试验平台设计

为满足混合动力船舶电力推进系统的开发与试验需求,搭建集柴电机组、锂电池组、光伏电池混合动力系统以及测功机控制器于一体的试验平台,给出试验平台的架构及其功能特点,提出一种混合动力能量管理控制策略。试验结果证明,该平台可以很好地满足船舶混合电力推进系统开发的试验研究需求,为在实验室环境下验证混合动力船舶电力推进系统的动力装置配置、结构优化和控制策略提供一个可靠、有效的测试平台。

舰船多相永磁同步电动机推进控制系统辨识与仿真研究

研究了舰船电力推进系统的数学模型及其非线性特性。建立了螺旋桨负载的数学模型。针对舰船多相永磁同步电动机推进控制系统在其参数不确定而导致系统反馈线性化的效果变差,无法达到预期的优化性能,严重时甚至会造成系统的不稳定的问题,本文提出了采用扩展卡尔曼滤波方法对系统进行参数估计的方法,应用非线性系统的逆系统方法对控制器参数进行优化设计,并进行了仿真。仿真结果表明,所采用的方法能够使系统达到预期的优化动态性能指标,提高了系统的鲁棒性,具有较好的实用价值。

吊舱式电力推进实验装置研制

介绍了吊舱式电力推进实验装置的机械和电气设计方案及相应的船桨仿真模型。该实验装置整合了按真实系统进行比例缩放的推进电机子系统、螺旋桨负载仿真子系统、吊舱回转子系统等物理硬件设备和在Matlab平台上运行的船桨模型。推进电机子系统模拟真实船舶上的推进环境;螺旋桨负载仿真子系统从两同轴电机轴上的转速传感器得到转速信号送至船桨仿真模型进行准实时仿真运算,得到一个与真实的螺旋桨负荷相同的负载转矩给定值,由变频器控制负载电机为推进电机提供相应的负载转矩,使得推进电机如同带动水中的螺旋桨运行一样。该实验装置的研制成功将为吊舱式电力推进系统的教学与研究提供良好的陆地验证平台。

基于SIMOTION吊舱式电力推进的应用研究

提出了基于SIMOTION的吊舱式电力推进系统。通过SIMOTION的硬件SINAMICS和软件SCOUT对吊舱式电力推进系统进行了组态与设计,应用直接转矩控制技术,获得精确和平滑的转速控制,最小的转矩脉动,以至最小的机械磨损。在实验室条件下,实现了基于SIMOTION的半潜船吊舱式电力推进半实物仿真。结果表明,SIMOTION吊舱式电力推进具有更高的可靠性和更好的动态性能。

基于感应滤波的电力推进船舶电网谐波抑制

为研究谐波抑制方法在电力推进船舶电网中的应用,提出了一种基于感应滤波方式,同时具有自耦补偿和谐波抑制作用的新型推进变压器结构。该变压器二次侧采用延边三角形接线,它将传统滤波和无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路漏电感为零设计,使船舶大功率变流设备在电能变换过程中产生的谐波源无法进入交流网侧,有效地抑制了谐波对船舶电网的污染。对比船舶电网传统滤波方法,对新型推进变压器的结构设计,滤波原理进行了介绍,并分别对基于新型和传统推进变压器的6相交直交推进方式船舶电力系统进行了SIMU-LINK仿真,仿真结果的电流波形和电流频谱验证了方案的正确性和可行性。

浅析国外海洋综合调查船发展趋势

介绍了国外新建典型海洋调查船的发展现状,分析了国外海洋调查船技术发展趋势,探讨了国外海洋调查船的管理模式,提出了我国海洋调查船发展的建议。

船舶电力推进负荷仿真DSP+MCU嵌入式系统

通过构建真实反映船舶螺旋桨负荷特性的船舶电力推进动态负荷半实物在环仿真系统,研究船舶电力推进相关技术是一种可行和高效的研究手段。所构建的半实物在环仿真系统核心是一台运行螺旋桨动态负荷数学模型并输出控制量和仿真结果的数字仿真机。根据系统对实时性的要求,提出了以DSP+MCU嵌入式系统作为该数字仿真机,并描述了DSP+MCU嵌入式系统硬件、软件的具体结构和设计要点。最后通过仿真系统实验,证明了DSP+MCU嵌入式系统完全满足此处的应用要求。

船舶电站转速转矩复合的自校正控制

为了研究船舶电力推进系统(MEPS)中船舶电站与电力推进系统的动态特性及其相互关系,提出了一种与吊舱推进器SSP相结合的柴油机复合控制策略.将电力上的互联推进电机动态特性及发电机负荷特性充分应用于柴油机的转速转矩复合控制,利用Lyapunov分析法对复合控制权重参数进行在线自校正调节.建立了基于SIMOTION的SSP MEPS实物仿真系统,仿真结果表明,转速转矩复合控制能实现柴油机平滑的功率与转矩控制,具有较好的动态性能.

船电专业的船舶电力推进课程建设与教学研究

电力推进船舶因其经济性高、操纵性好、布局灵活、噪音小等突出优点,近年来发展迅速,而我国电力推进人才缺口极大,因此船舶电力推进课程在船舶电子电气专业教学中尤为重要。从课程内容、实验室建设、教学模式三个方面建立完善的课程体系,培养符合就业要求的电力推进本科人才。

船舶可控硅电力推进系统的逻辑设计

介绍我国第一个应用计算机控制的大功率可控硅船舶电力推进系统的控制逻辑设计问题。该系统具有恒功率和恒转矩输出特性,功率按优先权自动分配、自动均衡,并具有多种自我保护能力。

电力推进技术在海洋科考船上的应用

伴随着科学技术的蓬勃发展,我国海洋科考船已经有了长足发展,为更好的开展海洋资源调查创造了条件。但是进行深入分析海洋科考船航行实际情况后,确定动力系统存在一定缺陷,导致科考船航行受到影响,不利于有效的展开海洋资源调查。对此,应当将目光落在电力推进技术上,将其科学合理的应用于科考船中,促使电力推动系统代替以往的动力系统,真正提高科考船的航行水平。基于此,文章将着重分析科考船动力系统特殊需求及电力推进技术优势,探讨如何在海洋科考船中有效应用电力推动技术,并提出可行性意见。

某调查船推进系统方式论证

本文根据客户与规范的要求,结合本船主要参数,对全回转电力推进系统中的吊舱式电力推进和Z型全回转电力推进两种方式,从操纵性、布置形式、能量传递、投资经济性、运营及维护成本展开论证,得出结论。

基于回归算法的船舶电力推进系统中螺旋桨负载特性仿真

为避免螺旋桨图谱计算的复杂性,提出一种新的螺旋桨建模方法.该方法基于回归算法计算螺旋桨的推力和转矩,可进行四个象限的仿真.结合船桨系统运动方程,进行船舶起航、停车、倒车等基本工况的仿真.分析各种工况下螺旋桨转速、船舶航速和螺旋桨转矩的变化情况,可为船舶实际操作提供可操作性的建议和理论依据.

永磁同步电机开路故障容错补偿控制

基于磁动势不变原则的故障容错补偿控制策略,在研究正常情况下船用永磁同步电机磁动势数学模型的基础上,建立了一相开路故障下磁动势数学模型。在电机发生一相开路故障时,通过改变其余无故障两相电流的大小和夹角,以保证故障前后电机的合成磁动势不变,进而使得空间电压矢量脉宽调制控制策略在电机控制中仍适用。结合船舶电力推进系统模型,在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的整体仿真模型,并对转矩、转速、电流等参数进行分析。仿真结果表明:在无故障情况下,螺旋桨模型输出转矩脉动和电机的转矩、电流、转速脉动分别约为0.85%、5.90%、6.25%、2.01%,电机运行性能良好。在一相开路故障下,若未采用容错补偿控制策略,螺旋桨对故障响应较为强烈,输出转矩脉动达到22.2%,进而导致推进电机输出转矩、电流、转速均出现较大的波动,分别约为82%、50%、33%,且电机定子磁链轨迹为不稳定的椭圆;采用基于磁动势不变原则的矢量容错补偿控制策略后,螺旋桨输出转矩会恢复到稳定值,脉动约为1.02%,推进电机也会重新稳定运行,转矩、电流及转速脉动均明显下降,分别约为6.20%、6.78%、2.22%,与无故障时的脉动范围基本相同,电机定子磁链轨迹恢复为同故障前一致的圆形。可见,采用故障容错补偿控制策略,可以保证推进电机在正常情况和一相绕组开路情况下均能正常工作,且螺旋桨负载与推进电机性能匹配良好。