当前位置：文档之家 › 船用中压发电机控制装置仿真模型

船用中压发电机控制装置仿真模型

  • 格式：pdf
  • 大小：354.15 KB
  • 文档页数：6
ｄ ｔ ｅ ｄ ｎ ｎ ｅ ｅｖｎ ａａ ｓ ｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｒ ｃ ｉｉ ｇ，ｅｃ ｔ ．，ｔ ｅ ｓｆｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｓ ｆ ｓ ｅ ｏ ｈｅ ａ ｔ ｃａ ｉｃ ｉ ｏ ｒｎ ｄ — ｈ ｏｔ ｒ ｅ ｉｎ ｉ ｎｉｈ ｄ ｆ ｒｔ ｒｉ ｉｌｃｒ ｕ ｔ ｆｍａ ｉ ｅ ｍｅ ｉ ｉ ｉ ｆ
ｏ ｒｎ ｄｕｍ ｏｔｇ ｅ ｅ ａｏ ｏ ｔｏ ｖｃ ．Ｔｈ ｏ ｇ ｅ ｉｎ ｎ ｉ ｕ ｃ ｉｎ，ｉｔ ｒｕ ｒｇ ａ ， ｆｍａ ｉ ｅ ｍｅ ｉ ｖ ｌａ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒｃ ｎ ｒ ｌｄｅ ｉｅ ｒ ｕ ｈ ｄ ｓｇ ｉ ｇ ｍａ ｎ ｆ ｎ ｔ ｏ ｎ ｅ ｒ ｐｔｐ ｏ ｒ ｍ
第 ３ 卷 第 ３期 １ ２ ０年 ９月 ０１
上
海
海
事 大
学 学
报
Ｖ０ ． Ｎｏ ３ １ ３１ ．
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ｈ ｉＭａ ｉ ｍｅ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｇ ａ Ｓ ｒ ｉ ｎ ｖ ｒｉ ｔ ｙ
Ｓ ｐ．２ ０ ｅ ｔ ０１
文章编号 ： ７ １ ２—９ ９ （００ ０ —０ ４０ ６ ４ ８ ２ １ ）３０ ３ ・６
船 用 中压 发 电机控 制装 置 仿 真模 型
李 少波 黄 学武 ，
（ 上海海事大学 ａ 学研 究院
摘 要 ： 满足 船 员培 训 对船 用 中压发 电机 控 制 装 置仿 真 的 需 求 ， 用 Ａ ９ Ｃ Ｎ ２ 为 采 Ｔ ０ Ａ １８主控 芯 片
Ｌ ｈ ｏ ｏ Ｉ Ｓ ａ ｂ ，ＨＵＡＮＧ ｅ Ｘｕ ｗｕ
（ ．Ａ ａｅ ｙｏ Ｓｉｎｅ＆ Ｔｃ ｎｌ ｙ ｂ ａ ｃｄ ｍ ｆ ｃｅｃ ｅｈ ｏ ｇ ； ．Ｍｅｃａ ｔ ｒ ｅＣ Ｈ ｇ ， ｈｎｈｉ ａｉｍｅＵ ｉ ， ｈｎｈｉ ０３ ６ Ｃ ｉａ ｏ ｒ ｎ ｉ ｏｅｅ Ｓ ａｇａ Ｍ ｒｉ ｎｖ Ｓａｇ ａ２ １０ ， ｈｎ ） ｈ Ｍａ ｎ ｔ ．
ｕ ｖ ｌ ｇ ｅ ｅ ａ ｏ ｏ ｔｏ ｅ ｉｅ ｍ ｏｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔｒｃ ｎ ｒｌｄ ｖ ｃ ．Ｔｈ ｅ ｉｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｍｏ ｅ ｉｐ ａ ｓｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｅ ｅ ａｏ ａ ｅ ｄ ｖｃ ｉ ｌｔｏ ｄ ｌｄ ｓ ｌｙ ｈ ｐ ｅ ｆｇ ｎ ｒ ｔｒ，ｔ ｅ ｏｌ ｈ ｉ
满足 对船 员培训 的要 求． 关键 词 ： 用 中压 发 电机 ； 船 控制 系统 ； 轮机模 拟 器 ；电路 设计 ； 信 通 中图分 类号 ： ６ ５ １ ； ６ ６ ４ Ｔ １ Ｕ ６ ． １Ｕ ７ ． ；Ｐ ５ 文献标 志码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｅ ｆ ｍ ａ ｉ ｅ ｍ ｅ ｉ ｍ ｏ ｔ ｇ ｅ ｅ ａ ｏ ｏ ｔ ｏ ｅ ｉｅ ｉ ｌ ｔｏ ｄ ｌｏ ｒ ｎ ｄ ｕ ｖ ｌａ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌｄ ｖ ｃ
（ Ｕ） 设 计船 用 中压发 电机控 制装 置仿 真 电路 ； ＭＣ ， 通过 主 函数 、 断程 序 、 据 的发送 和接 收等 环 中 数
节 的设 计 完成船 用 中压发 电机 控制 装 置仿 真 电路 的软 件设 计 ． 该装 置 仿 真模 型通 过仪 表 单元 的 ３
组 Ｌ Ｄ分别 显示发 电机 的 转速 、 油温度和 高温冷 却水 温度 ； 液 晶显 示单 元 ， 过按 下相 应 的功 Ｅ 滑 在 通 能按 键 ， Ｌ Ｄ界 面显 示具体 的发 电机 信 息 ； 操作 单元 ， ４个操 作按键 和 ３态开 关分别 实现控 在 Ｃ 在 用 制发 电机 的启动 、 止 、 停 紧急停止 、 吹风 以及现 场、 遥控 和 启动 阻塞模 式 的选择 等 功 能． 该模 型 已被 应 用 于某海事职 业技 术 学院的轮机 模拟 器 ； 在上 位机 的辅 助 下 ， 好地 模 拟 实船发 电机控 制 装置 ， 较
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ：Ｉ ｒ ｒｔ ａｉｆ ｅ ｆｒ ｒｔａｎ ｎ ｏ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｉ ｌ ｔ ｎ ｆｒｍａ ｉ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ｏｔ ｇ ｓｒ ｃ ｎ ｏｄｅ ｏ ｓ ｔ ｙｓ ａａ ｅ ｒ ｉｉ ｇ ｆｒｔ ｅｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆｓｍｕ ａ ｉ ｒｎ ｄ ｕ ｖ ｌａ ｅ ｓ ｏ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔｒｃ ｎｒ ｌｄ ｖｃ ｅ ｅ ａｏ ｏ ｔｏ ｅ ｉ ｅ，ｔ ｈｐ ＡＴ ０ＣＡＮ１ ８ ｉ ｅｅ ｔｄ ａ ｈ ＣＵ ｏ ｅ ｉｎ ｎ ｈ ｒｉ ｃａ ｉｃ ｉ ｈｅｃ ｉ ９ ２ ｓｓ ｌｃ ｅ ｓｔ ｅ Ｍ ｆｒｄ ｓｇ ｉ ｇｔ ｅ ａｔｆ ｉｌｃｒ ｕ ｔ ｉ
ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｇ —ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｏｉ ｇ ｗａ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｒｅ ａｒ ｙ Ｌ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｈｉｈ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｏ ｌｎ ｔｒｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｏ ｇ ｈ ｅ ｒａ ＥＤ ｎ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔｕ ｉ． ｉ ｎ ｔｕ ｎ ｎ ｔ Ｉ ｎ ＬＣＤ ｉｐ ａ ｉ ｇ ｕｎｔ ｄ ｔ ｉ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｉ ｆｒ ｔｏ ｓ ｓ ｏ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｐ ｅ ｓｎ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄｎ ｕ ｃｉ ｎ ｄ ｓ ｌｙ ｎ ｉ， ｅａｌ ｅ ｅ ａｏ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｉ ｈ ｗｅ ｈ ｏ ｇ ｒ ｓｉ ｇ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉｇ ｆ ｎ ｔ ｏ ｋ ｙ ． Ｔｈ ｕ ｃｉｎｓｏ ｔ ｒｉｇ，ｓｏ ｐ ｎ ｅｓ ｅ ｆ ｎ ｔｏ ｆｓａ ｎ ｔ ｔｐ ｉ ｇ，ｅ ｅｇ ｎｃ ｔｐ ｉ ｇ，ｂ ｏ ｎ ｆｇ ｎ ｒ ｔｒａ ｄ ｓ ｌｃｉ ｇ ｔ ｅ ｌ— ｍ ｒ ｅ ｙ ｓｏ ｐ ｎ ｌｗｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ａｏ ｎ ｅｅ ｔ ｈ ｏ ｎ

合集下载

船用同步发电机可控相复励励磁系统的仿真

船用同步发电机可控相复励励磁系统的仿真


万方数据
船用同步发电机可控相复励励磁系统的仿真——武福愿，高海波，赵文科
励磁电流迅速下降；与此同时，端电压迅速升高。
之后，励磁电压和端电压都恢复到空载水平。上 述一系列变化均与理论和事实相符。
在实验输出的同步发电机的端电压波形图
上，取出端电压的最大稳定值Ｕ～、端电压的瞬态
最大值Ｕ。。和瞬态最小值‰。。，（发电机的额定
１）就定子与转子的相互影响而言，定子绕组
沿气隙是正弦分布的。
２）定子槽不会引起转子电感随转子位置而 变化。
３）忽略磁滞的影响。 ４）忽略磁饱和的影响。 前３点假设是合理的，已由实际的测量结果 所证实。第４点假设是为了分析方便而设定的。
忽略磁饱和时，只需处理线性耦合电路，并可用叠 加原理。
同步发电机采用５阶模型，做如下简化：
相复励装置的等效合成电势有效值Ｅ可以 表示为：
式中：【Ｅ刮卜同酽步＋（发Ｋ电１Ｉ机ｘ的）２端＋２电Ｕ压Ｋｌ；Ｉｘｓｉｎ∞ （３）
卜一同步发电机的负载电流；
ｚ广—功—率移相因电数抗角；；
Ｋ１－－－－９√２／７【。 将输入信号“的作用和合成电动势Ｅ的作 用叠加，可得到相复励装置的微分方程：
８３
万方数据
基于国内外同步发电机励磁装置的发展现状及趋势本文主要介绍了将can总线技术应用于励磁系统将调节器功率灭磁单元人机界面及对外接口等组成部分进行内部互联的技术方案目的是减少内部接线提高工艺水平提升励磁装置数字化智能化水平使其具有更强的市场竞争力和良好的性价比满足用户需求促进国产励磁装置总体技术水平的进步
试验总时间为１５ ｓ，第５ ｓ突加６０％额定电 流及功率因数为０．４的对称负载，第１０ ｓ人为设 置三相短路。为防止大负载启动时的电流冲击导 致保护装置的误动作，主空气开关的短路延时设 置为０．３ ｓ，整定电流为３Ｊ。。结果见图５。
基于MATLABsimulink的船舶电力系统建模与故障仿真【文献综述】

基于MATLABsimulink的船舶电力系统建模与故障仿真【文献综述】

文献综述电气工程及其自动化基于MATLAB/simulink的船舶电力系统建模与故障仿真前言船舶电力系统是一个独立的、小型的完整电力系统，主要由电源设备、配电系统和负载组成。

船舶电站是船上重要的辅助动力装置，供给辅助机械及全船所需电力。

它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。

船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。

船舶电站运行的可靠性、经济性及其自动化程度对保证船舶的安全运营具有极其重要的意义。

船舶电力系统，作为一个独立的综合供电网络，既与陆上的大型供电网络有本质区别，又与由独立推进电站向推进电动机供电的情况不同。

首先，船舶电力系统的电源和负载具有可比性，一般来说，船舶推进功率通常占供电网络总功率的60%-70%甚至更大，这对负载和电源的管理、系统组成、配置以及运行控制和调度提出了更高的要求。

其次，在船舶电力系统中，以电力变换器与交流推进电动机的技术组合为核心的交流化技术得到了广泛的应用，而由此带来的电力谐波污染间题、变换器与电源以及传动系统之间的相互作用等问题，目前还缺乏有效的评估手段[1]。

船舶电力系统的建模方法有物理建模，数学建模，模块化建模。

常用的建模软件有matlab、lingo、Mathematica和SAS等。

MATLAB已经成为国际上最流行的科学计算与工程计算的软件工具，有人称它为“第四代”计算机语言，MATLAB 软件主要是由主包、Simulink和工具箱三大部分组成。

船舶电力系统的故障类型有短路，断路等故障。

船舶电力系统建模方法文献[2]采用了数学建模方法,根据柴油发电机组的动态特性,研究了船舶电力系统模型的结构和原理,建立了船舶电力系统模型,该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。

给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程,对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。

水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

2 2
5 水轮机调节系统的仿真模型
图 7 给出了用 M AT L AB Sim ulink 建立的水轮 机调节系统仿真模型( 以 K P , K I , K D 给参数 ) , 它可 以仿真水轮机调节系统一次和二次调频的静态和动 态特性。以 b t , T d , T n 的形式给参数的水轮机调节 系统仿真模型如图 8 所示。图中 , K1~ K7 为仿真 工况切换开关。 K1 是频率给定阶跃信号投入 / 切除 开关, K2 是机组 ( 电网 ) 频率信号投入/ 切除 ( 闭环/ 开环) 开关 , K3 是负荷扰动阶 跃信号投入 / 切除开 关 , K4 是功率给定信号投入 / 切除开关 , K5 是功率 给定前向通道( 前馈 ) 信号投入 / 切除开关, K6 是功 率 / 导叶开度反馈信号选择开关 , K7 是调节器导叶 开度/ 接力器实际开度反馈信号选择开关。这些开 关的不同位置及其组合 , 可以构成水轮机调节系统 不同工况的仿真模型。 ∀ 9 ∀
图8
水电机组仿真系统结构图 ( bt , Td , Tn ) T y= 0. 1, T w = 2. 1, T a= 8. 43, en= 1. 0; F rate1= - 1/ 10. 5, Fr ate2= - 1/ 10. 5, I nfr ate= 0. 34; Eqy = 1. 0, Eqh= 0. 5, Eh= 1. 5, H co ef= 1. 0; F ST ime= 0, FSr ec= 0. 004; L oseT = 11, Lo seP = - 0. 90, BaseY = 0. 9, BaseF= 48; o pen( y ct p. mdl ) ; sim( yctp ) ; SData2= SData; bp= 0. 05, kp= 5, ki= 1. 6, kd= 0; sim( yctp ) ; SData1= SData; bp= 0. 05, kp= 15, ki= 1. 66, kd= 0;
船舶传动装置多体动力学和有限元仿真技术

船舶传动装置多体动力学和有限元仿真技术

船舶传动装置多体动力学和有限元仿真技术船舶传动装置是指船舶上的各类传动和转向机构，如主机、舵机、副机、变速箱等。

这些装置的运动和受力情况对船舶的性能和安全至关重要。

因此，研究船舶传动装置的动力学和有限元仿真技术是船舶工程领域的重点之一。

船舶传动装置多体动力学是指利用动力学原理和计算机模拟方法，研究船舶传动装置的运动和动力学特性。

多体动力学模型包括船体、传动装置等多个刚体，以及它们之间的连接和作用关系。

其目的是分析船舶传动装置在加速、减速、转向等工况下的受力和运动情况，以及发现潜在的设计问题和改进方向。

在建立多体动力学模型之前，必须先进行传动装置的几何建模和质量分布，也就是确定每个部件的重量和重心位置。

接着，需要确定各部件之间的连接方式和运动副，如转动、平移、旋转等，以及各个运动副的特性参数，如摩擦力、阻尼系数等。

最后是力学参数的建立，如主机输出功率、传动比、舵机流量等。

运用多体动力学模型可以对船舶传动装置进行深入分析。

例如，在船舶的驾驶控制系统中，模型可以模拟舵机的转动，检验船舶的转向行为和动态稳定性；在主机优化设计中，模型可以模拟不同传动比下的输出功率和燃油消耗量，并对其进行对比和评估。

有限元仿真技术是另一种常用的研究船舶传动装置的方法。

它基于有限元方法，通过离散化、建模和求解，模拟船舶传动装置在静力学和动力学方面的响应和受力情况。

有限元分析的步骤包括建立传动装置的有限元模型、定义它的边界条件、施加外力或运动荷载、进行求解和分析，并对结果进行评估和优化。

其中，有限元模型的精度和计算效率是关键。

较为复杂的传动装置需要建立更为详细和准确的有限元模型，并进行优化和精简，以提高计算效率和准确性。

有限元仿真技术在船舶传动装置设计和评估中有着广泛的应用。

例如，可以通过改变材料性质、结构形式等参数，优化传动装置的结构和重量分布，降低振动和噪音水平，提高效率和可靠性。

此外，还可以模拟传动装置在海浪和风浪等不同海况下的响应，检验船舶在恶劣环境下的稳定性和强度。