船舶電力推進實驗平臺監(jiān)控設(shè)計及能效研究.pdf

1、電力推進系統(tǒng)有利于船舶實現(xiàn)自動化、智能化、信息化，方便計算機網(wǎng)絡(luò)管理，是未來船舶科技發(fā)展的主要趨勢。開展電力推進系統(tǒng)實物仿真研究，揭示系統(tǒng)運行規(guī)律，積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，對于實船電力推進系統(tǒng)的設(shè)計和操作具有重要的現(xiàn)實意義。本課題結(jié)合電力推進船舶特點，設(shè)計了雙供電模式能量回饋型電力推進實驗平臺，實現(xiàn)了對實驗平臺系統(tǒng)的實時監(jiān)控，并對系統(tǒng)的能效進行了研究。
　　雙供電模式能量回饋型電力推進實驗平臺是對船舶電力推進系統(tǒng)的小比例實物仿真，該方案的

2、特色在于兼顧了全實物模擬與系統(tǒng)節(jié)能性的要求。論文首先介紹了實驗平臺系統(tǒng)的總體設(shè)計，系統(tǒng)分為電站系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)三部分，著重分析了監(jiān)控系統(tǒng)功能需求及其控制結(jié)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制原理及其控制結(jié)構(gòu)。設(shè)計了實驗平臺監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計、雙總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制程序設(shè)計，完成了監(jiān)控系統(tǒng)硬件搭建、軟件程序編寫及系統(tǒng)的運行調(diào)試。以監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，展開對實驗平臺系統(tǒng)能效的分析與研究:分析了電機處于不同運行狀態(tài)下

3、的系統(tǒng)能量流向;定義不同供電模式下系統(tǒng)的能耗比，并分析系統(tǒng)能耗比與系統(tǒng)效率的關(guān)系;建立系統(tǒng)變壓器、整流器的仿真模型，利用快速傅立葉變換FFT，分析不同工況下系統(tǒng)諧波特性;分析變頻調(diào)速系統(tǒng)推進側(cè)和負載側(cè)功率因數(shù)的特點。
　　最后，針對以上研究內(nèi)容進行相關(guān)實驗。進行系統(tǒng)能耗實驗，繪制能耗比變化曲線，驗證系統(tǒng)節(jié)能性;進行系統(tǒng)諧波實驗，測量系統(tǒng)各部分電壓、電流波形及諧波含量，驗證系統(tǒng)諧波特性;進行負載仿真實驗，測量系統(tǒng)典型工況諧波畸變率變