基于仿真的全柴联合动力装置特殊工作制联控曲线研究

针对全柴联合动力装置单轴工作制和三机工作制相应的联控曲线以保证推进性能综合最优的需求,运用计算机仿真方法对某全柴联合动力装置的单轴工作制和三机工作制的联控曲线进行研究。首先,建立推进系统各部件的数学模型并将它们集成为整个推进系统的数学模型。基于这些数学模型和仿真计算,运用"船—机—桨"匹配原理提出特殊工作制联控曲线的一般设计原则,经实船使用,证明所设计的联控曲线能有效实现原设计目的。     

柴-燃联合动力装置“船-机-桨”匹配特性

根据柴-燃联合动力装置各个部件之间的结构关系及系统热力循环方式,采用模块化建模思想,基于MATLAB/SIMULINK环境,建立了并车控制器、原动机、齿轮箱、离合器、轴系、螺旋桨等部件和系统仿真模型。以船速最优为原则将车钟手柄控制档位划分为十档,即将原动机输出功率由低到高划分为十档,在每个档位下利用系统稳态仿真,通过优化变距桨螺距比的方式,得出最高船速,并以此确定各个档位下的螺旋桨轴转速,获得了基于船-机-桨匹配的柴-燃联合动力装置稳态运行特性,为装置动态控制目标参数的确定提供了依据。     

柴燃联合动力装置非对称主机推进工作制的仿真研究

[目的]当舰船柴燃联合动力装置(CODOG)因作战而导致某台主机发生故障时,如何使其保持较好的推进性能,对于该推进系统的应急使用具有重要意义。[方法]在Simulink环境下采用模块化建模思想构建"船—机—桨—舵"系统的仿真模型,提出CODOG双轴非对称主机推进的应急运行模式,并对该运行模式进行仿真。[结结果]仿真结果表明:若额定工况下2台主机无法同时工作,可通过调整2部调距桨的螺距使其中一台主机在额定工况运行,另一台主机则采取部分负荷运行;若要保证高航速,应使燃气轮机产生额定功率,此时柴油机对应的调距桨的螺距应保持在最大值附近;在最高航速下可达到设计航速的84.4%,舰船的快速性要优于采用燃气轮机单轴推进模式。[结论]研究结果对CODOG动力装置的设计具有一定的参考价值。     

舰用燃气轮机齿轮传动装置

本文综述了国外军用舰船的动力推进方案及其齿轮传动装置。其中把国外舰船通常采用的燃-燃交替联合动力装置(COGOG)、柴-燃交替联合动力装置(CODOG)、全燃联合动力装置(COGAG)和柴-燃联合动力装置(CODAG)的动力推进方案用实际例子作了阐述和比较。文中较为突出地叙述了各种推进方案所采用的齿轮传动装置的设计思想、传动方案和加工制造方法。     

舰船柴油机新技术简介

目前舰船动力装置主要有以下几种形式：柴-柴联合动力装置；柴-燃交替使用动力装置；柴-燃联合使用动力装置；柴油机电力推进-燃气轮联合动力装置；燃-燃交替使用动力装置和核动力装置。其中，前4种形式在我国舰船上较为常用。国外舰船在提高动力装置功率的同时，非常注意开发新技术，实现机舱自动化，应用先进的隔振降噪措施和高效率的后传动技术。     

混合推进船舶"船-泵+桨-机"匹配方法研究

为提高混合推进船舶推进系统的性能,分析了"船-泵+桨-机"的匹配方法.介绍了"船-桨-机"与"船-泵-机"的匹配方法、思路与步骤,着重研究"船-泵+桨-机"匹配中的泵、桨负载分配对推进性能的影响.以调距桨特性曲线与喷水推进推力曲线进行混合推进舰船的快速性计算,螺旋桨重载降低推进效率,喷水推进重载容易产生空化.为避免喷水推进泵产生空化,调距桨的螺距、转速可调范围变窄.     

柴油机推进装置选型与机桨匹配设计概述

船舶动力装置的选择是船舶设计的一个重要组成部分,其直接决定船舶本身的动力性能。本文概述了目前主流的柴油机动力装置的组成及其优缺点,通过计算实例介绍机桨匹配设计的目的和主要步骤,并由机桨匹配设计的结果来进行主机的选型,阐述了主机选型需要考虑的问题及其对船舶性能的影响。     

机桨联合控制方法研究

介绍了机桨联合控制的基本思想和原理,分析了机桨联合控制的关键问题,针对机桨联合控制的交叉耦合问题,提出了通过预测控制实现机桨联合控制的方法,结论表明该方法是有效的。     

柴-燃联合动力装置稳态工作特性仿真研究

以船舶柴-燃联合动力装置为研究对象,通过仿真手段研究其稳态下的工作特性,进行基于经济性的优化匹配分析。根据模块化的建模思想以及柴-燃联合动力装置各个部件之间的热力学方程和相对运动关系,对主机、齿轮箱、离合器、轴系、螺旋桨、船体等部分进行参数化建模。按船速进行车钟档位划分,针对单柴油机、双柴油机、燃气轮机、柴燃联合4种工作模式,对动力装置进行基于经济性的优化匹配分析,计算得出每个档位下最佳的轴转速和螺旋桨螺距比,从而得到稳态下的工作特性,制定了船舶最佳运行模式,为动力装置动态特性的研究提供了依据。     

船舶单桨工况拖转调距桨性能计算及其对快速性的影响分析

利用CFD方法对某调距桨敞水特性进行数值计算,并利用实验数据对计算结果进行校验。对于该桨各螺距下大进速系数时的敞水性能采用CFD计算结果与二次曲线逼近相结合的方法获得,以适当扩大调距桨的敞水特性曲线在水涡轮工况的范围。建立了某推进装置主机、传动装置、调距桨、船体阻力的数学模型,在Simulink环境下集成为"船-桨-机"推进系统仿真模型。对单桨工况的稳态特性进行仿真计算,着重研究了不工作调距桨自由拖桨时的拖桨阻力。结果表明:1)不工作桨自由拖转时,将不工作桨螺距设定为最大值时拖桨阻力最小,船舶的快速性最好;2)航速和不工作桨螺距是影响不工作桨拖桨阻力的主要因素,航速越高,拖桨阻力、拖桨力矩以及拖桨转速越大;不工作桨螺距越大,拖桨阻力越小,拖桨力矩与拖桨转速先略微增加而后减小至最小值。     

船舶传动装置双重功率分支机构研究

双重功率分支又称为功率四分支,其特点是在两级减速齿轮传动装置中的第Ⅰ级采用功率两分支,第Ⅱ级每个小齿轮再采用两分支,实现双重功率分支。双重功率分支机构可进一步提高传动装置功率密度比,有效解决船舶传动装置大扭矩、大功率、大速比的要求。在双重功率分支机构中,为实现其均载要求,将Ⅱ级小齿轮做成浮动结构。采用有限元法对自行设计的双重功率分支试验箱中的Ⅱ级小齿轮进行了强度校核计算,对试验件的设计具有重要的指导作用。     

风力发电中的电力电子技术和控制技术

风力发电是新能源中最具开发条件,商业化发展前景和潜力最大的的发电方式之一。随着风力发电技术的发展和应用推广,对风力发电的效率和电能质量的要求越来越高,而应用电力电子技术和控制技术是有效的实现手段,本文总结了在风力发电中应用较多的几种电力电子器件及控制技术,分析了各种方法的特点、功用和发展。     

岸电供电系统

结合国内外码头岸电系统配置情况,以及对国内现有舰船码头岸电系统的调查分析,发现国内舰船码头岸电系统配置已不能满足实际使用需求,提出舰船码头标准化的岸电系统,以满足舰船发展需求。舰船靠泊时,使用码头岸电系统与使用柴油发电机组相比具有节能、减排、降噪等优点,可减少目前舰船岸电系统的设备配置,节约舰船空间、减少重量,可实现舰船岸电的安全、可靠、经济运行。     

船舶电力系统电能质量研究

概述了电力系统电能质量的概念和分类,描述了船舶电力系统电能的界面要求,针对容量小的船舶独立电力系统,提出了对电能品质的要求和具体的指标。     

基于固态功率控制器的分布式智能船舶配电系统

为了克服船舶传统机电式配电系统在智能化、信息化、体积重量等方面的不足,提出了基于固态功率控制器的分布式智能船舶配电系统。在深入分析分布式智能配电系统国内外研究现状、在船舶配电系统中应用意义、系统核心技术和组成架构的基础上,将该技术应用于船舶配电系统。这种分布式智能船舶配电系统不仅能实现供配电功能,更能提供远程负载功率控制,过流、过压、过热保护和实时状态监控,在设备体积和重量上也具有较大优势,大大提高了船舶配电系统的智能化、信息化、集成化程度。     

直流配电系统在舰船综合系统中的应用

直流配电系统是舰船综合电力系统中的一种新兴技术,能够有效减少燃料消耗和排放水平。然而,如何在舰船综合电力系统中有效应用直流配电系统,仍然需要进一步的研究。本文研究直流配电系统在舰船综合电力系统中的应用方法,并对综合电力系统的机电设备进行建模,为直流配电系统在舰船综合电力系统中的进一步发展,提供一定的借鉴作用。     

无功平衡在船舶电力能源系统中的应用

全电力推进系统在舰船上的推广应用,促使电力和动力2种体系逐步融合,两大能源系统共存于一个应用环境当中,从而极大地提高了舰船上能源的利用率和变换率。但是,由此产生的舰船电力系统谐波和无功电流损害越来越严重,这是因为全电力推进系统使用了非常多的非线性负载。这不仅影响舰船的经济性,而且隐藏着严重的安全隐患。为此,本文将依据舰船实际运行情况,对电力谐波和无功电流进行适当的补偿。     

海洋石油电力系统无功补偿研讨

在变电所(站)采用电容器进行无功补偿,将感性负载引起的无功电流通过容性负载吸收一部分,能够减少线路损耗,从而节约大量能源、减少污染气体排放。     

基于电力系统生命力性能的舰船电网优化方法

现代电子科学技术的发展使得船舶的电力网络也变得越来越智能化。在船舶电力网络中,电气化的程度已达到很高的水平。为加强船舶在复杂环境下的生存能力,提高船舶电网对抗恶劣电磁环境的能力,本文在研究船舶电力网络组成特点基础上,提出一种电力系统生命力性能的优化算法。该算法基于模糊综合评判理论,并采用蒙特卡洛算法计算电网的损坏程度,然后建立电力系统的数学评判模型,并采用遗传算法建立优化方案。最后通过实验仿真,验证本文优化算法的性能。     

智能船舶电站电量数据采集系统设计

随着船舶技术与信息化技术的发展,船舶向数字化、信息化和智能化发展已经成为必然的发展趋势。船舶电站是船舶上一种重要的装置,是船舶电力系统的重要组成部分,它的可靠运行对于船舶的安全运行起着重要的作用。船舶电站的电量数据是一个重要的参数,可以用来判断船舶电站的工作状态以及统计分析,因此对船舶电站电量数据的智能采集就成了船舶工作人员必不可少的重要工作。本文设计一种智能船舶电站电量数据采集系统中,采用DSP芯片作为智能船舶电站电量数据采集系统的主控制器对系统进行了专门设计,实现对船舶电站电量数据的实时、智能、精准采集,能够充分满足船舶电站电量数据采集与处理在精确度和实时性等方面的要求,保障船舶安全行驶。