船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中螺旋槳負(fù)載模擬的研究.pdf

1、電力推進(jìn)以其諸多優(yōu)越性獲得了廣泛的應(yīng)用,并成為船舶推進(jìn)方式的發(fā)展方向。由于船舶電力推進(jìn)在實(shí)際應(yīng)用中存在很多的問題,而電力推進(jìn)系統(tǒng)中螺旋槳作為推進(jìn)器又占有重要地位,因此針對(duì)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中螺旋槳負(fù)載進(jìn)行建模與仿真研究具有重要的意義,而且能對(duì)船舶電力推進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用起到一定的借鑒作用。
　　 本文以螺旋槳負(fù)載為研究對(duì)象,采用鼠籠式異步電機(jī)為推進(jìn)電機(jī)和負(fù)載電機(jī),通過對(duì)負(fù)載電機(jī)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(jī)軸上

2、的轉(zhuǎn)矩與推進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳工作時(shí)的扭矩相一致,達(dá)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(fù)載仿真模型。本論文的主要工作如下:
　　 在異步電機(jī)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(duì)異步電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的控制,并對(duì)異步電機(jī)典型的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性、通風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性和恒功率負(fù)載特性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;采用模糊PI控制器對(duì)異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行改進(jìn),與常規(guī)PI控制進(jìn)行了比

3、較,模糊PI控制提高了異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩在突加轉(zhuǎn)速擾動(dòng)和突減轉(zhuǎn)速擾動(dòng)時(shí)的抗擾性能。
　　 通過螺旋槳各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系,對(duì)螺旋槳的特性進(jìn)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(duì)螺旋槳特性曲線進(jìn)行曲線擬合,并且采用了有界形式對(duì)進(jìn)速比、推力系數(shù)和阻轉(zhuǎn)矩系數(shù)進(jìn)行修改。
　　 為更加真實(shí)的模擬出螺旋槳轉(zhuǎn)矩特性,通過推進(jìn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分機(jī)械運(yùn)動(dòng)平衡方程式,分析仿真系統(tǒng)的負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與實(shí)船的螺旋槳轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的