AFE变频驱动技术在科考船上的应用研究

为获得优越的操纵性能,科考船往往采用大功率变频装置来驱动电力推进系统。与此同时,科考船电站装机容量普遍较小,电力推进系统负荷占比高,变频装置的引入会引起电网电源品质的下降,严重时会影响其他电气设备的正常工作。对此,应结合船舶实际情况,将作为上述问题解决方案的有源前端(AFE)技术,纳入到统一的工程应用研究范畴,掌握工作原理,摸清技术优势,对于潜在的技术风险点,需提出针对性解决措施。     

高桩码头评估的干扰能量法及与常规方法的对比

针对高桩码头的检测评估工作中缺少合理有效的评估方法和评估指标的问题,对结合干扰能量法的高桩码头结构评估指标进行研究。采用变分原理和最小势能原理,结合高桩码头的结构特点,建立基于干扰能量法的高桩码头结构整体安全评价的指标体系,并与现行规范进行对比。结果表明,此方法在评估局部构件的同时,还可定量给出结构的整体安全系数,能够反映不同构件对于整体安全性的贡献。     

质量比和阻尼比对高阻尼涡激振动的影响

涡激振动水生能源是一种可在低流速条件下利用水中涡激振动现象从周围流场中提取水流动能的新兴可再生清洁能源技术,其能量转换装置在进行能量传递和转换过程中会对涡激振动系统引入较高的阻尼,使其不同于以往研究较多的低阻尼涡激振动系统。文章建立了一个单自由度涡激振动模型,模型采用受迫振动实验得到的流体力数据,通过迭代求解涡激振动能量转换装置的动力响应,进而计算系统转换功率。通过对质量比m*和阻尼比ζ等重要参数对涡激振动响应及能量转换效率影响的细致研究,揭示出:频率锁定的发生及较大能量转换效率的无量纲流速范围主要受质量比控制;最大能量转换效率主要受质量—阻尼参数m*ζ控制,并且存在一个最优值;出现最大能量转换效率的无量纲流速与m*ζ有关,在m*ζ0.2的范围内出现最大能量转换效率的无量纲流速随质量比和阻尼比的变化而变化,而在0.2m*ζ0.7的范围内与阻尼比无关,主要取决于质量比。     

船舶感应电机矢量控制的优化设计

船舶感应电机中的励磁电感普遍比较小,在高速运行过程中铁损比较大。采用一般矢量进行控制存在低效率轻负载的情况,如果直接忽略感应电机的铁损则会使得感应电机控制不精确。本文首先研究了基于铁损的船舶感应电机的数学模型,给出了矢量控制的补偿方案,并提出了一种基于损耗模型的船舶感应电机能量优化的控制策略。后通过实验测试,结果表明优化后的系统可以解决感应电机磁场定向和电机转矩控制不准确的问题。实验证明所提出的基于能量优化控制策略的节能效果比较好,改进后的系统具有明显优势。     

能量型超级电容在直流电推系统中的应用

为减少船舶排放污染、提高柴油机燃油效率等,以厦门400客位轮渡为例,提出了基于能量型超级电容储能系统在直流电推系统中的应用方案.实船测试结果表明:该系统能够有效减少船舶排放污染,提高燃油效率,稳定电网质量,增强电力推进系统性能,系统各项性能指标均优于同类船舶.     

基于下游大水位变率的下水式垂直升船机随动技术的设计与实现

下游航道水位变率大,快速适应水位变化的准确停位随动技术,对下水式升船机的传动控制很重要.本文介绍下水式垂直升船机随动控制技术.首先,对控制对象的特性进行分析,描述了系统的速度运行曲线,对位置控制功能进行了研究.然后,搭建试验平台对本控制方案的性能进行了测试,给出了测试的方法和试验结果.实验结果表明本控制系统具有定位精度高、响应速度快等优点,能够适应下游大水位变化率的下水式垂直升船机准确停位要求.     

整体浇筑梁预应力束自动布置的分步算法

为了实现对整体浇筑梁预应力束的自动布置,提出预应力束自动布置的分步算法:第1步,基于桥梁弯矩内力包络图建立预应力束线形计算模型;第2步,基于线性规划原理,将弯曲能量最小作为目标函数,提出决策系数法计算预应力束数量,再以主梁应力作为控制条件对预应力束进行最终调整.与其他预应力优化算法相比,分步算法计及预应力束的构造要求,同时避免局部优化的缺陷.以柳州跨座式单轨桥梁为工程背景,基于分步算法在Matlab平台开发计算软件,计算柳州单轨3×30 m梁.研究结果表明:预应力束自动布置的分步算法能实现预应力束的合理布置,有较好的准确性,可在整体浇筑桥梁设计中推广应用.     

全回转拖轮舱室振动噪声预报与控制

分析了某全回转拖轮的主要振动噪声源,采用有限元法建立了船体结构的超单元模型,计算了船体结构的振动响应。采用统计能量法建立了舱室噪声预报模型,计算了各舱室的噪声分布,通过相同船型的实验测量验证了仿真模型。舱室振动噪声预报结果表明,设计的主机隔振方案可达到4～5 dB的减振和4～10 dB的降噪效果,设计的舱室吸声降噪方案可达到5～7 dB的降噪效果,主机隔振和舱室吸声降噪综合方案可达到近10 dB的降噪效果,显著改善了舱室振动噪声水平。     

里海远洋渔船无人机舱系统研究

针对我国远洋渔船装备落后、操纵性差、机舱环境恶劣、电站管理水平低、劳动强度大以及渔船机舱自动化水平低等问题,介绍里海远洋渔船无人机舱系统的设计与组成。通过采用主机遥控系统、电站功率管理系统、机舱监测报警系统以及网络通信等技术,将自动化、电气化、信息化和智能化控制技术等船舶前沿科技应用于实船,构建一个满足法国船级社(BV)机舱自动化最高等级AUT-UMS要求的无人机舱系统,以提高远洋渔船的操控性、安全性和可靠性,提升供电系统自动化管理水平,改善作业人员工作环境。对该自动化系统的效果和特点进行分析,结果可为我国远洋渔船自动化系统的研究提供策略和思路。