船用主海水泵的變頻控制與系統(tǒng)的節(jié)能研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)的船舶冷卻水系統(tǒng)中的主海水泵長期工作在工頻下會導(dǎo)致能耗過高，本文以船舶主海水泵為研究對象，對主海水系統(tǒng)、主機(jī)熱負(fù)荷、管路以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了深入分析和研究，并在此基礎(chǔ)上建立主機(jī)負(fù)荷、冷卻器、海水泵以及管路間的熱負(fù)荷關(guān)系模型，并以此熱負(fù)荷為需求得到海水泵實(shí)際所需流量及轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)了基于直接轉(zhuǎn)矩控制的海水泵變頻控制系統(tǒng)，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證和軟件設(shè)計(jì)，最后對系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能研究與分析。
　　論文工作主要分為四部分:首先根據(jù)主機(jī)負(fù)荷和海水溫度

2、的變化建立由主機(jī)到冷卻器、管路以及海水泵的熱負(fù)荷模型，根據(jù)不同的主機(jī)負(fù)荷以及海水溫度的變化，得到海水泵實(shí)際所需的轉(zhuǎn)速和流量。
　　然后對海水泵電機(jī)模型進(jìn)行分析，通過坐標(biāo)變換，建立了在兩相靜止坐標(biāo)下異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，以及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型，包括磁鏈及轉(zhuǎn)矩觀測模型、磁鏈及轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)模型、磁鏈區(qū)段判斷模型、電壓矢量選擇模型以及速度調(diào)節(jié)器模型。在保證滿足系統(tǒng)冷卻量所需熱負(fù)荷的前提下，根據(jù)不同的主機(jī)負(fù)荷和不同的海水溫度來調(diào)節(jié)海水泵

3、轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)主海水泵的變頻控制，并運(yùn)用MATLAB/Simulink軟件對整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模與驗(yàn)證。
　　然后，以Visual Studio2010為開發(fā)平臺，基于C＃語言開發(fā)系統(tǒng)仿真軟件，該軟件可以在不同模式下，主海水泵可根據(jù)系統(tǒng)的冷卻需求，手動或自動啟停主海水泵和其他設(shè)備，并實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、轉(zhuǎn)速、流量等重要參數(shù)。
　　最后，對不同條件下的仿真結(jié)果進(jìn)行節(jié)能計(jì)算與研究，結(jié)果表明，基于直接轉(zhuǎn)矩控制的船用主海水泵的變頻控制有著良好