船舶電力推進系統(tǒng)中螺旋槳負載模擬的研究.pdf

1、電力推進以其諸多優(yōu)越性獲得了廣泛的應(yīng)用,并成為船舶推進方式的發(fā)展方向。由于船舶電力推進在實際應(yīng)用中存在很多的問題,而電力推進系統(tǒng)中螺旋槳作為推進器又占有重要地位,因此針對船舶電力推進系統(tǒng)中螺旋槳負載進行建模與仿真研究具有重要的意義,而且能對船舶電力推進的技術(shù)應(yīng)用起到一定的借鑒作用。
　　 本文以螺旋槳負載為研究對象,采用鼠籠式異步電機為推進電機和負載電機,通過對負載電機轉(zhuǎn)矩的控制來模擬螺旋槳轉(zhuǎn)矩的特性,即作用在鼠籠式異步電機軸上

2、的轉(zhuǎn)矩與推進電機帶動螺旋槳工作時的扭矩相一致,達到準(zhǔn)確模擬螺旋槳在不同工況下螺旋槳工作的特性。研究了螺旋槳特性,并將船和槳作為整體,建立了螺旋槳負載仿真模型。本論文的主要工作如下:
　　 在異步電機轉(zhuǎn)速矢量控制的基礎(chǔ)上采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向的方法,對異步電機進行轉(zhuǎn)矩的控制,并對異步電機典型的負載轉(zhuǎn)矩特性:恒轉(zhuǎn)矩負載特性、通風(fēng)機類負載特性和恒功率負載特性進行了仿真驗證;采用模糊PI控制器對異步電機轉(zhuǎn)矩控制進行改進,與常規(guī)PI控制進行了比

3、較,模糊PI控制提高了異步電機轉(zhuǎn)矩在突加轉(zhuǎn)速擾動和突減轉(zhuǎn)速擾動時的抗擾性能。
　　 通過螺旋槳各個參數(shù)之間的關(guān)系,對螺旋槳的特性進行研究并分析了螺旋槳的三種典型轉(zhuǎn)矩特性。采用最小二乘法對螺旋槳特性曲線進行曲線擬合,并且采用了有界形式對進速比、推力系數(shù)和阻轉(zhuǎn)矩系數(shù)進行修改。
　　 為更加真實的模擬出螺旋槳轉(zhuǎn)矩特性,通過推進系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分機械運動平衡方程式,分析仿真系統(tǒng)的負載電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量與實船的螺旋槳轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量之間的