海上风力发电液力调速控制系统分析

液力调速行星齿轮装置通过改变液力变矩器导叶开度,可以将变化的风速恒速输出,使得风轮追踪最佳风轮速度,提高海上风能利用率,保证同步发电机的转速维持同步转速,使发电频率稳定,不需要变频装置,提高风电机组的可靠性。建立海上风电机组传动系统的数学模型,分析液力调速行星齿轮装置参数对海上风电机组系统性能的影响规律。根据海上风电机组的运行特点和要求设计液力调速齿轮控制系统。     

某型船用轴功率测试系统设计与实现

在对舰船轴系扭矩、转速测量原理分析的基础上,针对某型船特点,利用光电转速传感器和扭矩遥测仪实现了对该型船轴功率的准确测量;结合实船航行测量,进一步验证了该系统的准确性和可靠性。     

海上风电项目机组安装质量控制要素

风电机组安装是海上风电项目开展的重要环节,其安装质量对后期运营起着十分重要的保障作用。受限于当前海上风电产业链的影响,风电机组由不同的制造厂商完成生产后再运输至现场进行安装,因此,风电机组的整体安装质量取决于机组进场安装前的验收准备工作与机组安装过程这两个阶段的质量控制。本文通过分析海上风电项目的特点,总结出风电机组安装环节的质量控制要素,为提高海上风电机组安装质量提供了重要参考。     

光电桅杆——非穿透式潜望镜系统

光电桅杆作为非穿透式潜望镜系统，是一种新型的美国海军潜艇系统，该系统具有向操作者提供不断收集信息的能力以及强大的图像处理、增强和显示能力，大大提高了潜艇的作战性能。该系统由光电传感器、高速图像处理器、对人眼安全的激光测距仪、电子支援措施和预警天线构成。操作者通过有专用控制装置的舱内工作台控制该系统，其图像和状态信息显示在工作台上的显示屏上。在“弗吉尼亚”级潜艇上，光电桅杆同潜艇其他系统的接口通过电气结构连接。总结了光电桅杆系统的设计经验、系统构造及其作战能力、性能特征，同时提出了光电桅杆系统近年来的一些海上航行的经验教训，为未来的光电桅杆系统平台升级提供参考。     

半开式径向叶轮上游预旋流动研究

叶轮进口上游的预旋流动是影响流体机械水力及空化性能的重要因素,主要采用粒子成像测速（PIV）技术对半开式径向叶轮上游的预旋流动进行试验研究。通过对比不同转速和流量工况下的PIV试验结果,发现在叶轮上游吸入管内均存在与叶轮旋转方向一致的预旋流动,且偏离设计工况越远、距离叶轮越近、其预旋速度相应也越大。同时,叶轮旋转的影响还可通过流道向上游传播,继而在吸入管内诱导产生涡量场。因此,有必要基于RANS方程组及RNG k-ε湍流模型进行叶轮全流道三维湍流流场的数值模拟。结合试验和数值模拟的结果,可发现吸入管内部预旋流动主要为沿旋转方向的周向流动,而沿半径方向的径向流动很小,且径向速度在数值上要比周向速度小一个量级。     

基于场级协同的风电机组安全控制技术

文章提出了一种基于场级协同的风电机组安全控制技术,该技术主要基于风电场场级控制平台,该平台支持通过多种通信接口对风电机组主控和传感器数据进行采集,实现各设备之间信息互联互通,并凭借其强大的数据分析和科学计算能力,实现各种智能控制算法的实时运行。风电场部署场级控制平台后,可通过智能算法识别机组是否存在风险,对风险机组进行机舱航向校准,并计算该机组所处位置的绝对风向及前后排位置分布情况,风电场前排机组遭遇极端外部条件时,后排机组提前动作,降低极端外部条件给机组带来的风险,提升风电机组运行稳定性,降低风电场整体载荷水平,从而控制风电机组故障率。海上风电运维环境恶劣、条件复杂,带来了极高的运维成本,通过该技术降低故障率可减少海上风电运维成本。     

基于PLC技术的双吊舱式电力推进回转系统设计

船舶电力推进系统是船舶的关键组成部分,双吊舱式电力推进系统能够使船舶获得更好的转向性能以及更高的稳定性。PLC技术具有很高的可靠性和经济性,本文使用PLC技术对双吊舱式电力推进回转系统进行设计,对PLC技术和变频器技术原理进行分析,在此基础上设计了系统结构框图,通过变频器对交流电机进行控制,并通过光电编码器以及传感器分别获取吊舱位置和电机转速,形成系统的闭环控制,最后对PLC进行了详细设计。系统具有成本低,可靠性高等优点。     

风电机组偏航刹车片磨损远程实时监测技术

目前风电机组通用的偏航刹车片磨损监测技术主要有3种：磨损指示杆、磨损指示器和电信号传感器。其中磨损指示杆和磨损指示器只能通过人工目测判断磨损情况,需定期上塔检测,所以不能实现远程和实时监测,存在检查不到位,检查不及时的情况,尤其对于海上风电机组,由于维护可达性差,偏航刹车片基本无法进行定期检测;电信号传感器方案可以实现远程实时监测,但对于在运行机组,由于偏航制动器没有专门设计电信号传感器安装孔,现场安装很麻烦,需要对制动器钻孔,可行性和可靠性都比较差,同时成本也会上升。     

基于实测SCADA数据的大型海上风电机组尾流激振现象

对引起风电设备机组振动的相关因素展开研究，基于不同工况下海上风场实测SCADA秒级数据展开处理与分析，发现机组振动水平随尾流区内湍流强度增加而增加，但湍流强度并非引发机组振动超限的直接原因。结合典型故障时刻下高频采样数据进行时频域分析，排除叶轮转动频率与系统固有频率重合引发共振这一原因，推测机组振动超限可能与前排机组尾流中的脉动频率相关。     

基于电磁传感器的转速测量装置在船用直流电机控制系统的应用

本文介绍了一种基于磁电式传感器和旋转式信号盘的电机转速信号采集系统,将转速信号转换为等频率的脉冲信号,通过F/V电路实现脉冲频率到电压的线性转换,并作为转速反馈电压信号应用于某船用直流电机控制系统中,具有可靠性高、实时性好、维修调试便捷的特点.     

基于DSP+FPGA的船用推进电机转速检测方法

采用M/T法转速测量原理,提出了一种基于DSP+FPGA的转速测量方法。FPGA检测光电编码器输出脉冲,根据正交编码特性判断旋转方向,同时对信号四倍频处理,提高了转速检测精度。FPGA在设定的控制周期内完成转速检测,产生DSP数据读取中断,DSP通过地址线和数据线读取FPGA存储的转速信息并进行转速计算。仿真和试验验证了FPGA转速检测程序的准确性。该检测程序测速精度高,低速检测性能好,适用于低速大功率的船用电力推进转速检测,并可直接作为转速检测模块应用于控制系统。     

一种基于LC9723-IC芯片的流量计设计方案

多年来，叶轮式流量计在许多领域得到了较多的实际应用，其工作原理比较简单，概括的讲就是应用流体动量矩原理测量流量的装置。叶轮的旋转角速度与流量成线形关系，测得旋转角速度就可测得流量值。目前叶轮式流量计的研究重点仍然集中在流量的采集与流量曲线参数校正上，不论采用无磁还是有磁传感器，对其流量曲线的校正都是相当麻烦和困难的，功耗与可靠性均达不到理想的效果，制造难度和成本也较高。应用LC9723-IC芯片解决上述问题是目前较好的方法。     

海上风力发电机组支撑结构动力响应特性研究

支撑结构设计是大型海上风电机组设计的重要部分。文章分析了海上风电机组的各种环境载荷,并以3MW风力机组为例计算其所受环境载荷,包括作用在支撑结构顶端的由风机叶轮转动引起的水平轴向力、作用在塔筒上的风载荷以及作用在基础上的海流、海浪载荷,并采用非线性弹簧来模拟基础与海底土层之间的相互作用。在考虑风轮影响情况下,利用有限元法对支撑结构进行了模态分析。最后,分析了环境载荷作用下支撑结构的动态响应。计算结果表明,在对海上风力发电机组进行动态响应计算时,环境载荷之间的相互耦合作用不能忽略。     

双闭环全数字控制的旋转装置

根据研制船用新型计程仪和传感器等设备的需求,设计了双闭环全数字控制的旋转装置.该装置作为试验设备的载体,它与试验水池配套,为船用新型仪器进行动态性能测试提供试验平台.旋转机构由直流电动机拖动,在工控机的控制下,载着试验设备在水池中作旋转运动.为了实现对旋转臂转速的自动控制和实时监控,设计了双闭环全数字V-M调速系统.试验结果证明,旋转装置设计新颖,转速控制精度高,且操作方便可靠.     

海上风机远程自动除湿工艺

海上风电机组在现场安装完成后,直至送电之前的较长一段时间,均面临着一个同样的问题:在强湿度强盐雾的海洋环境下,风电机组内部电气的防护问题。一般的解决方案均考虑外部发电机组往风机塔内供电,使塔架机舱内持续保持一定的湿度环境或压力环境,以抵御外部海洋盐气。本文介绍了一种远程自动除湿工艺:通过无线网络的远程控制功能,在岸基电脑(或手机)的操作界面上控制海上各台风电机组外部除湿发电机组的启制动,并通过布置于塔内的湿度传感器传输的数据,实现远程控制发电机组的除湿运行。     

基于绝对旋转编码器的舵角反馈系统设计

运用绝对式光电旋转编码器和单片机组成舵角反馈系统,克服了用自整角电机作为舵角传感器的缺点,实现了舵角信号的数字化,并方便可靠地与PLC进行数据通信.阐述了系统数据通信关键参数的设置与程序设计构思,为保证系统调试方便和数据通信的可靠性提出了解决措施.     

遗传算法在海上无线传感器优化配置中的应用

为了提高海上无线传感器的自动配置和节点优化部署能力,提出基于遗传算法的海上无线传感器优化配置方法。构建海上无线传感器的节点均衡部署模型,采用传感器输出终端链路均衡配置方法进行海上无线传感器节点的均衡控制和自适应调节,建立海上无线传感器节点的自动轮询控制协议算法,结合自适应加权控制的方法进行海上无线传感器节点的负载均衡调节,结合功耗抑制方法降低海上无线传感器的能量开销,在遗传算法寻优下,实现海上无线传感器的节点优化配置和信道均衡设计。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线传感器配置和节点部署的自适应性较好,均衡覆盖能力较强,提高了传感器网络的稳定性和寿命周期。     

船舶驾驶台式操船模拟系统的设计和实现

本文设计并实现了综合船舶航向控制与船舶旋转运动的半物理实验仿真系统,该系统主要由工控机、数据采集卡、自动舵机、罗经、变频器等硬件设备组成.通过模型解算得到船舶在各种海况下的运动状态,经过PI控制器输出变频器的转速控制信号,控制转台跟踪船舶模型.试验结果表明,该系统可以模拟出海上船舶的实际运动状态,为陆上教学实习提供了良好的环境.     

低比转速叶轮性能的优化

利用一维性能预估和CFD计算,确定了一组低比转速叶轮的最佳出口宽度以及与之匹配的叶轮进口后的轮毂形状,并通过4种形状叶轮的试验比较进行验证,这为低比转速叶轮的优化设计提供了参考.     

柴油机曲轴速度变化的频谱分析

使用光电转速传感器,通过计算其感应器内部时钟的脉冲测量曲轴的速度变化,分析低谐波转速变化能过滤出由曲轴的动力响应产生的失真,根据这些谐波携带的信息建立起测量数据和发动机平均气压转矩之间的关系,从而发现故障并且确定不良的气缸.