【摘 要】
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随着电力电子技术和变频调速技术的发展,电力推进船舶成为未来船舶发展的重点方向。由于船舶较大的推进功率,以及新型大功率用电负载的增加,对船舶能量的管理提出了更高的要求。
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随着电力电子技术和变频调速技术的发展,电力推进船舶成为未来船舶发展的重点方向。由于船舶较大的推进功率,以及新型大功率用电负载的增加,对船舶能量的管理提出了更高的要求。功率限制是对电力推进船舶进行能量管理最重要的关键技术之一。国内对该领域的研究和应用较少,因此本文对功率限制展开研究。由于传统的数字仿真存在置信度不足等缺点,本文采用半实物方式,对功率限制的控制算法进行研究,对可行性进行验证。对电力推进船舶发电及主要用电设备的数学模型进行分析,搭建各设备的数学模型。对作为船舶主要负载的螺旋桨的负载特性进行重点分析,并对如何用两台电机模拟船舶的螺旋桨特性进行研究。将个体模型搭建成一个完整的船舶电力系统模型。对电机的功率限制的实现提出两种控制算法,一种为功率转速电流三闭环,另一种为由转速电流双闭环切换为功率电流双闭环。并分别针对这两种算法,以直流电机为对象,进行了数字仿真,以验证其可行性。引入RT-LAB仿真机与PLC、变频器和变频电机,搭建能够完整模拟船舶电力系统的小比例半实物仿真系统。在仿真机中运行数学模型及控制算法,PLC为自动化控制器,两台对拖的变频电机模拟螺旋桨,以数学模型和实物相结合的小比例半实物方式,研究和验证功率限制的两种控制算法。整个半实物仿真系统通过数据交换共享一组数据。为了能够更接近实船,还引入了部分PMS功能以及脱扣快速停车功能,使船舶能够在检测到设备损坏的情况下,能够快速卸掉负载,让快速卸载作为功率限制的重要补充。将包含快速卸载的完整功率限制算法在小比例半实物模式下,以异步电机为对象,再次进行研究和可行性验证。经过研究和验证,本文中提到的算法能够实现功率的快速卸载和功率限制。符合实船的控制要求。
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