船舶推进轴系振动与功率测量系统设计

传动轴系的功率和振动测试是船舶动力测试的主要内容,决定着船舶的整体性能,甚至影响到船舶航行的安全和可靠。本文基于信号分析和处理技术,设计船舶推进轴系振动与功率测量装置,能够对轴系功率和振动信号进行精确测量。采用设计的船舶推进轴系功率测量系统进行某船舶的轴功率和轴系振动测试实验。实验结果表明,本系统所测轴系纵向振动和回旋振动共振转速误差分别小于1.24%和1.09%,幅值误差分为小于1.23%和1.06%,峰峰值误差分别小于2.26%和2.13%,所测不同转速下轴心轨迹形状与理论轨迹趋向相吻合,满足实际测量要求。     

船舶电力系统新技术

随着船舶和海洋平台的发展,船舶电力系统的新技术层出不穷、日新月异。本文拟简要介绍国内外近年来船舶电力系统的新技术。主要介绍船舶电力系统的谐波补偿、新型船舶电站同步测量控制装置、回归统计法在船舶电站总容量估算中的应用,船舶电站功率的计算机统计计算,船舶中压电力系统中性点接地方式以及海洋采油平台和渔船电气设计的特殊问题     

岸电系统短路电流计算与保护配置研究

首先计算了不同船舶电力系统与陆上电力系统进行岸电连接之后形成船舶岸电系统的短路电流,并依此作为依据,对船舶电力系统与岸电系统本身所配置的继电保护装置进行了评估。其次,本文对船舶岸电系统的保护配置进行了研究,提出了一套适用于双频岸电系统的保护配置方案。     

嵌入式角度同步机测试系统研究

在船舶控制领域,嵌入式控制器对提高控制系统的性能和安全性作用巨大。尤其是在角度位置信号的测量非常重要,通过对角度信息进行监测,船舶能够在航行中准确定位,避免出现偏差。本文设计嵌入式角度同步系统,以及通信模块、数据处理模块和温度补偿电路。通过对误差角度的仿真分析,本文设计的同步机测试系统能够有效监测船舶的航行角度。     

FPSO模块支墩建造精度控制方法研究

作为FPSO(浮式生产储油卸油装置)主船体和上部模块的连接结构,模块支墩结构是主船体和上部模块的安装界面,又是承受上部模块重量的重要支撑结构,主船体和上部模块的建造会分别在模块支墩界面处产生累计建造误差,建造误差会对模块支墩的强度和疲劳寿命产生显著影响。由于模块支墩结构的特殊性,普通的船舶结构建造精度标准不再适用于FPSO模块支墩结构,依托于一型新建FPSO模块支墩结构,对模块支墩的建造精度控制进行了专门研究。简要介绍了FPSO模块支墩结构概况,探查模块支墩结构建造误差的来源,分析了建造误差对结构强度及疲劳寿命的影响,根据误差种类分别提出了避免建造误差的方法和修正办法。研究成果可为FPSO模块支墩的建造和安装提供参考。     

船舶码头电缆绝缘监测装置设计

交联聚乙烯电力电缆广泛应用于船舶码头电力系统。针对船舶码头电力电缆的绝缘状态检测,目前大都采用定期离线检测的方式,不利于电力系统运行的连续性,正逐渐被在线监测技术所取代。本文根据船舶码头输电电缆的特点,确定了船舶码头电力电缆等效电路模型,采用正反直流叠加快速检测法测量电缆绝缘值,并设计研制了船舶码头电缆绝缘监测装置的软硬件电路。试验结果表明,该装置能够较好地完成对船舶码头电力电缆绝缘的绝缘监测任务。     

基于PLC和工控机的船舶电力系统故障诊断装置设计

为保证船舶的安全航行,故提高船舶电力系统的安全性和可靠性十分重要。文中设计了一套基于施耐德M340 PLC、XBTG7340触摸屏和工控机的电力系统故障诊断装置。该套故障诊断装置主要由施耐德M340 PLC、电力系统参数测量装置、XBTG7340触摸屏、工控机、NI数据采集仪、以太网等器件所组成,本诊断装置通过施耐德M340PLC、电力参数测量仪PM800、7个与互感器相连的模拟仪表和NI数据采集仪对船舶电力系统的参数进行相应的采集,将采集到的数据信息通过Modbus现场总线、工业以太网进行数据共享,实现对船舶电力系统装置的监视与检测,并将实时数据导入工控机matlab中进行故障程度与故障类别的判断。     

船舶电力系统自动化及电机保护设计

船舶运输在全球运输中扮演着重要角色,而船舶电力系统的安全及稳定性是船舶运输安全的重要保证。在这种背景下,本文简要介绍了船舶电力系统自动化的现状,对船舶自动化电力系统进行设计,包括工控机模块、显示模块、PLC监控执行模块,重点介绍并实现了船舶电力系统中自动并车功能,最后提出了几点电机保护设计。本文提出的船舶电力自动化系统能够有效提高船舶运营效率,提升船舶电力系统工作的稳定性。     

船舶应急直流转交流电源设计

船舶在海面航行,会经常遭遇各种恶劣的天气和海况,从而导致船舶电力系统工作故障。为保证船舶的运行安全,以及保障船舶人员和财产安全,船舶都配备有应急供电装置。在发生突发状况时,船舶的供电系统发生故障,导致供电电源中断,应急电源发挥作用,向船舶上重要的负载进行短时供电。本文设计一种应急直流转交流电源,采用ZVS软开关全桥电路拓扑,将蓄电池中存储的直流电源转换为交流电源,实现了较高的转化效率。该电源采用双环PI控制系统,实现了较快的动态响应速度和较小的静态误差,可以适用于船舶的复杂应用场合。     

船舶姿态测量信号采集系统

针对传统的船舶姿态测量信号采集系统存在的采集精度低、信号响应时间长等缺点,提出船舶姿态测量信号采集系统设计。首先,通过信号感应模块、信号转换模块和信号汇总模块,对信号采集系统的总体框架进行设计;然后,根据总体框架,通过加速度传感器、倾斜角传感器、变压器、电压/电流转换器和RDC芯片等完成系统的硬件设计,通过对倾斜角的正弦信号和余弦信号转换,对加速度进行电压/电流信号转换,实现船舶姿态测量信号采集系统的软件设计,至此完成船舶姿态测量信号采集系统设计。实验结果表明,与传统的船舶姿态测量信号采集系统相比,提出的船舶姿态测量信号采集系统的采集精度更高,其采集误差可减少2.4°,对信号的响应时间可减少350 ms左右。     

AVR单片机在船舶电站运行参数检测中的应用

船舶电站系统中包含了众多的控制设备和状态检测装置,每种设备和装置都可能存在互相干扰的情况,因此为了有效改善船舶电站的运行性能,同时保证船舶电力系统的稳定性。本文重点对船舶电站的参数检测系统进行了研究。本文基于AVR单片机,以ATmega16为核心控制器,对船舶电站的各项运行参数进行监控,重点对参数检测系统的硬件构成和数据采集模块进行介绍,最后结合PID控制算法,阐述参数控制原理。     

基于支持向量机回归建模的船舶磁场推算方法

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型。从支持向量机回归理论出发,通过实验室测量数据建立了基于支持向量机回归的船舶磁场模型,与实际测量值比较,利用该模型推算的船舶下方磁场值的均方根误差小于10%,满足工程应用要求,这对于未来支持向量机在船舶磁场推算中的应用有着重要意义。     

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

基于LabVIEW的船舶电力推进系统转速检测设计与开发

电力电子技术和高功率密度器件在船舶领域有着广泛的应用,转速测量的可靠性对于船舶电力系统具有重要的意义。本文设计了一种基于Lab VIEW的船舶电力推进装置转速检测系统,选择东风康明斯3971994 M18*1.5转速传感器和NI USB 6259数据采集卡作为采集系统的前端,通过USB串口通信将数据传送至上位机,利用Lab VIEW的监视和显示功能,对转速进行同步的显示,处理分析和保存。该设计在船舶电力推进监控装置中进行了实际测试,结果表明,该方法检测精度高,可靠性好,人机交互良好,可作为推广应用。     

IEEE1588 PTP技术分析及其实现研究

由于传统实时同步技术的精度较低,已不能满足现代的通信、电力系统、工业自动化和仪表仪器测量的实时同步需求.IEEE1588 PTP(Precision Clock Protocol)协议提出了解决目前应用领域中的高精度的实时同步问题的方案.对1588v2PTP技术进行了分析,对其实现方案作了实质性的研究,给出了相关的硬件和软件架构,有助于PTP技术的开发应用.     

基于参数灵活配置的虚拟同步发电机在船舶自主电力系统中的应用

随着全球能源危机和环境污染的不断加剧,绿色环保是船舶未来的发展方向,各国研究者都在积极探索新能源在船舶平台上的应用技术,以实现船舶节能减排的目标。文章针对具有船舶特质的电力系统因新能源融入造成的脆性源增加和系统惯量减少所导致系统容易失稳抗干扰能力差、多种分布式电源之间功率的协调分配等问题进行研究,提出在船舶多模式电站中可采用一种基于虚拟同步发电机原理的并网逆变器控制策略,因其具有类似同步发电机输出阻抗大、转动惯量大和功率按下垂特性分配的特点,适用于船舶电力系统这类自主电力系统;还设计了虚拟惯量和阻尼系数的自适应调节策略,充分利用VSG虚拟惯量和阻尼系数灵活可调的优势,在不同工况下有效解决新能源设备和负荷突变引起的频率和功率的波动;通过仿真验证该控制策略在船舶新能源技术中的可行性。     

基于schijf方法的船闸通航船舶下沉量预报

基于schijf方法,提出船闸通航船舶下沉量的理论预报模型;借助三峡船闸通航船舶下沉量实测数据,采用误差分析方法,提出理论预报值的误差修正模型;提出适用于船闸通航船舶的下沉量预报模型。     

基于实时以太网技术的船用合并单元装置

船用合并单元装置是船舶电力保护系统现场层重要的采集装置,其现有通信接口对船舶电力系统新的保护策略具有一定的制约。针对实时以太网(EPA)技术的特点,开展实时以太网与船用合并单元的适配技术研究,从硬件设计、软件设计和接口设计等方面介绍设计方案,并详细说明实时以太网接口的适配方案以及数据同步传输的解决方案。为船舶电力系统现场层数据传输引入一种新的网络技术。     

舰船电力系统自适应保护算法设计

现代船舶电力系统不断引入各类复杂的网络应用,导致已有的电力系统保护算法无法有效滤除系统电流衰减直流分量,频率特性较差。为此以Morlet复小波幅值算法为核心,设计新型船舶电力系统自适应保护算法。重新界定船舶电力系统扰动域,通过设定最大电力运行条件下的扰动整定值域和界定幅值比例关系,明确当前扰动域具体值域和相关数据信息,针对扰动域的实际范围,采用小波分析策略,提出适用于当前船舶电路自适应保护装置的Morlet复小波幅值算法,明确信号谐波幅值,完成离散操作,设置过电流保护机制,实时调节当前电力系统的适应整定值,实现电力系统自适应保护。实验数据分析结果表明,该保护算法与传统保护算法相比,整定幅值提高了30.5%,最大谐波值域拓宽了22%,可以有效提高电力系统自适应保护的频率特性。     

中压直流船舶电力系统MMC的参数研究

在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。