基于Simscape的船舶动力装置建模及设计平台开发

燃气轮机是船舶领域应用范围很广的一种动力装置,燃气轮机将燃料的内能转化为蒸汽动能,推动船舶主轴及螺旋桨运动,产生前进的动力,研究和优化船舶动力装置具有重要意义。Simscape是Matlab软件的子模块,在处理动力系统仿真等方面有很突出的优点。本文基于Simcape软件平台对船舶燃气轮机动力系统进行建模与仿真,提升燃气轮机的能量利用率,改善船舶动力系统的工作效率。     

船舶电力系统中发电机控制负载有效性研究

船舶结构不断发展,其复杂性也越来越高,其中包括负载的复杂性。负载运行的电流、电压及功率都会对发电机产生一定的影响。本文通过研究电子负载的特性,选用双PWM变换器更为合理,通过控制电子元件的占空比大小,对实际负载进行模拟,建立PWM的数学模型,最后通过仿真平台对PWM变换器进行仿真验证,得出发电机对负载控制的有效性。     

有源前端变频器中PWM整流器的仿真研究

为了减小船舶电力系统中的谐波干扰和实现船舶制动时能量回馈,有源前端(Active Front End,AFE)变频器逐渐在电力推进船舶中得到应用。针对AFE变频器的关键部件PWM(Pulse Width Modulation)整流器进行了研究,在建立三相电压型PWM整流器数学模型的基础上,采用前馈解耦控制策略,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。通过PSCAD/EMTDC(Power System Computer Aided Design/Electromagnetic Transient in DC Sys-tem)软件环境下的仿真研究,对单位功率因数整流和有源逆变进行了比较,表明PWM整流器可以实现能量双向流动,控制系统具有较好的动态性能。     

船舶动力系统能量回馈建模与分析

船舶系统中能量耗损主要在于主机和电站的运转,其能效技术的改进对于提高能量循环效率效果显著。动力系统模拟负载研究的关键在于变流系统,通过分析功率损耗大的电子设备模型,对能量回馈系统进行仿真,改善系统的能量回馈性能。首先介绍船舶能量回馈系统结构,及其中重要装置电机电站的构成;接着阐述节能系统中负载PWM动态控制的模型算法及并网技术;最后利用Sinamaics和SCOUT工具进行半实物仿真,证明此系统能量反馈的高效性。     

船舶燃气轮机转速自适应模糊控制

船舶燃气轮机对转速的要求较高,需在瞬间完成响应并保持稳定。然而,由于燃气轮机具有惯性和时间延迟等特性,导致转速的调整可能存在响应滞后或者波动问题。为此,提出基于状态观测的船舶燃气轮机转速自适应模糊控制方法。应用船舶燃气轮机转速状态观测器,结合船舶燃气轮机转速与燃油量之间的映射关系,根据当下燃油量状态,观测实际船舶燃气轮机转速,通过基于模糊自适应PID控制器的转速控制模型,计算实际转速与给定转速的转速偏差、偏差率,由模糊自适应PID控制器自适应调节船舶燃气轮机转速。实验结果证明：此方法应用下,船舶燃气轮机转速能够得以准确控制。     

船用燃气轮机发电机组控制策略仿真研究

对船用燃气轮机转速控制及发电机电压控制进行研究,采用Matlab/Simulink仿真软件,建立燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行突增及突卸负荷仿真实验,结合船舶电网供电指标,研究发电机组一系列参数响应曲线。结果表明在电网负荷大幅度变化情况下,所定制的控制策略能使燃气轮机发电机组具有较好的调速及调压性能,满足船舶电网对供电品质的要求。     

基于DSP的船用燃气轮机并车控制系统开发

燃气轮机被广泛应用于船舶的动力装置,其具有装置简单、成本低、污染少等优点。船舶运行在不同工况下会对船舶的动力系统提出不同要求,为了保证船舶运行的稳定性,实现负荷在不同燃气轮机之间的转移。本文使用DSP 28335芯片为核心控制元件,设计了一种船用燃气轮机并车控制系统,分析了燃气轮机的结构和工作原理,研究了2台燃气轮机的并车策略,最后设计了硬件电路。系统具有很高的可靠性和稳定性。     

双PWM同步电机调速系统的仿真研究

针对基于传统变频器的不可控整流调速系统存在谐波污染和能量浪费的问题,构建了一种应用PWM整流器的变频调速系统,在减小变频器对电网危害的同时,可以进一步实现能量的有效利用;阐述了双PWM调速系统的工作原理,采用电压电流双闭环控制策略,使功率因数接近为1,网测电流畸变小;通过Matlab/Simulink对其进行验证。结果表明该系统调速性能良好,对电网污染较小。     

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。     

船舶辅机供油自动转换装置故障导致船舶失控险情的探讨

从一起船舶辅机供油自动转换装置故障导致船舶失控险情入手,详细介绍了供油泵自动转换装置工作原理并对险情原因进行分析,通过剖析相关船舶法定检验技术法规要求、船舶安全管理体系相关要求及船舶发电机组供油泵自动转换装置管养现状,探讨周期性无人值班机舱供油自动转换装置的有效管养举措,从船舶安全管理体系、船舶维护保养和船旗国监督检查等方面提出针对性建议,以提升船舶安全管理水平。