The invention relates to a four quadrant load simulation device and a control method thereof. The invention comprises a host computer, AppSIM real-time simulator, propulsion motor, loading motor, propeller, shaft coupling, and promote exchanges and supporting the 1 connected inverter motor, AC frequency converter and load motor connected 2, propulsion motor control system, load motor control system for the detection of the propulsion motor output speed and torque and speed sensors, load the motor output torque of the motor fixing rack, propulsion motor and load motor through a shaft joint device is installed on the shaft of the speed torque sensor, which is close to the load side of the motor shaft is provided with a propeller. The invention provides a propeller load simulation device and its control method can simulate the propeller starting and stopping, acceleration and deceleration and four quadrant operation load torque characteristic, the propeller load interaction and ship, the torque characteristic is closer to the actual situation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装置及其控制方法。
技术介绍
作为船舶推进装置的执行机构,螺旋桨与原动机和船体匹配设计的性能好坏直接影响到船舶的航行性能和机动性。在船舶螺旋桨推进装置的设计开发过程中,通过模拟螺旋桨运行过程中的动态特性,可以反复在模拟环境中进行考核验证,降低实际环境变化带来的成本和风险,提高在安装之前发现实际系统潜在问题的可能性。实际的螺旋桨不会单独的进行工作,而是同船体产生相互的影响,这导致螺旋桨与船体与它们单独工作时动态特性完全不同。因此,应把船体和螺旋桨作为一个整体进行螺旋桨负载特性研究。常见的螺旋桨负载模拟装置往往只考虑螺旋桨负载转矩的动态模拟,一般通过采用交流变频装置控制发电机提供螺旋桨负载转矩,来模拟螺旋桨的负载特性。而在现有的文献和资料中,并没有公开的同时考虑推进电机特性、螺旋桨特性和船桨相互作用的螺旋桨四象限负载模拟装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在的问题,提供一种能够模拟螺旋桨起动、停车、加减速、倒车等动态特性的船舶螺旋桨四象限负载模拟装置。本专利技术的目的还在于提供一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装控制方法。本专利技术的目的是这样实现的:一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装置,包括上位机,AppSIM实时仿真器、推进电机、负载电机、螺旋桨、轴联器、与推进电机配套相连的交流变频器1,与负载电机配套相连的交流变频器2、推进电机控制系统、负载电机控制系统、用于检测推进电机输出转速和负载电机输出转矩的转速转矩传感器、电机固定台架,推进电机与负载电机通过轴联器相连,轴上安装有转速转矩传感器,其中靠近负载电机侧的轴 ...
【技术保护点】
一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装置,包括上位机,AppSIM实时仿真器、推进电机、负载电机、螺旋桨、轴联器、与推进电机配套相连的交流变频器(1),与负载电机配套相连的交流变频器(2)、推进电机控制系统、负载电机控制系统、用于检测推进电机输出转速和负载电机输出转矩的转速转矩传感器、电机固定台架,其特征在于:推进电机与负载电机通过轴联器相连,轴上安装有转速转矩传感器,其中靠近负载电机侧的轴上装有螺旋桨;上位机与AppSIM实时仿真器双向通信连接,转速转矩传感器的信号输出端分别与推进电机控制系统、负载电机控制系统和AppSIM实时仿真器连接,AppSIM实时仿真器与负载电机控制系统连接,提供期望转矩给定;推进电机控制系统通过变频器(1)控制推进电机完成相应控制需求,负载电机控制系统通过变频器(2)控制负载电机转矩,使负载电机能够跟踪给定的期望转矩。
【技术特征摘要】
1.一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装置,包括上位机,AppSIM实时仿真器、推进电机、负载电机、螺旋桨、轴联器、与推进电机配套相连的交流变频器(1),与负载电机配套相连的交流变频器(2)、推进电机控制系统、负载电机控制系统、用于检测推进电机输出转速和负载电机输出转矩的转速转矩传感器、电机固定台架,其特征在于:推进电机与负载电机通过轴联器相连,轴上安装有转速转矩传感器,其中靠近负载电机侧的轴上装有螺旋桨;上位机与AppSIM实时仿真器双向通信连接,转速转矩传感器的信号输出端分别与推进电机控制系统、负载电机控制系统和AppSIM实时仿真器连接,AppSIM实时仿真器与负载电机控制系统连接,提供期望转矩给定;推进电机控制系统通过变频器(1)控制推进电机完成相应控制需求,负载电机控制系统通过变频器(2)控制负载电机转矩,使负载电机能够跟踪给定的期望转矩。2.根据权利要求1所述的一种船舶螺旋桨四象限负载模拟装置,其特征在于:所述的推进电机与负载电机采用同等型号的三相正弦波永磁同步电机;推进电机与负载电机工作在电动机及发电机工况;所述的推进电机和负载电机采用低速电机;所述的螺旋桨采用固定螺距形式;螺旋桨的轴改为实心轴;所述的转速转矩传感器采用JN338型数字式转速转矩传感器;传感器的输出信号以频率量给出,和上位机进行接口;所述的AppSIM实时仿真器通过PCI板卡接受来自转速转矩传感器检测的转速转矩信号,作为输入量发送到船桨模型,船桨模型输出螺旋桨转矩作为负载电机的转矩给定期望值,并通...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘胜,郭晓杰,张兰勇,李冰,苏鹏,战慧强,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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