船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)的研究.pdf

1、近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，使得船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)在機(jī)動(dòng)性、可靠性、運(yùn)行效率和推進(jìn)功率等方面都有了突破性的進(jìn)展。相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械動(dòng)力直接推進(jìn)方式，電力推進(jìn)系統(tǒng)有著其無與倫比的優(yōu)勢：操縱性好、控制簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活、節(jié)省艙室空間、安全性、經(jīng)濟(jì)性好。正是由于電力推進(jìn)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)，使船舶電力推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。然而目前國內(nèi)眾多船廠對(duì)電力推進(jìn)船舶的研究力度不夠，設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)欠缺。

2、>　　 電力推進(jìn)船舶的主要特征是將推進(jìn)動(dòng)力與船舶日常用電結(jié)合于一個(gè)配電系統(tǒng)內(nèi)，采用推進(jìn)電機(jī)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力主機(jī)，并且配套大容量的非線性負(fù)載：推進(jìn)電機(jī)變頻器。因此，電力推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)為電力推進(jìn)系統(tǒng)與船體的匹配設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的控制策略、電力推進(jìn)配電系統(tǒng)的分析與計(jì)算。論文基于某型采用電力推進(jìn)系統(tǒng)的船舶，對(duì)關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究，主要的方法和手段包括：
　　 （1）根據(jù)船舶主尺度參數(shù)要求以及航速要求，采用了海軍系數(shù)法來進(jìn)行實(shí)

3、船的推進(jìn)電機(jī)功率計(jì)算，選定推進(jìn)電機(jī)型號(hào)，并通過圖譜設(shè)計(jì)法確定螺旋槳的主要特征參數(shù)，以船舶、螺旋槳和電機(jī)的特性曲線為基礎(chǔ)分析推進(jìn)電機(jī)與船槳的匹配特性。
　　 （2）從系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)出發(fā)，運(yùn)用圖、表和曲線的方法對(duì)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行分析、研究。主要的研究對(duì)象為系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)策略、與電站系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略、速度控制策略、功率控制策略以及變頻器的DTC控制策略。
　　 （3）針對(duì)電力推進(jìn)配電系統(tǒng)的分析與計(jì)算：采用標(biāo)準(zhǔn)IEC6136

4、3-1 的短路電流計(jì)算方法，補(bǔ)充了大電機(jī)的判斷原則以及電機(jī)的等效原則，選取690V 配電中心的典型短路點(diǎn)，進(jìn)行短路電流計(jì)算，運(yùn)用短路電流計(jì)算結(jié)果來分析短路保護(hù)設(shè)定策略；針對(duì)電力推進(jìn)配電系統(tǒng)的諧波畸變問題，定義幾種典型的船舶運(yùn)行工況，以系統(tǒng)的配置以及各組件的等效電路為基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)等效電路圖，運(yùn)用SIMSEN 軟件來進(jìn)行配電系統(tǒng)諧波分析，形成690V 和400V 匯流排處的電壓波形，驗(yàn)證系統(tǒng)配置的諧波濾波器能否達(dá)到預(yù)定的濾波效果。