船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，接受到相应的模式切换命令后，检测工况，调整需合排对象转速和转矩，是否符合并车转换条件；若满足相应的并车转换条件，则自动进行并车同步控制；若自动并车同步完成，则自动控制相应的离合器合排，合排后自动进行负荷转移控制；若负荷转移完成，则控制负荷转移完成的对应的离合器脱排，完成模式切换。能够完全实现自动控制，并且提高并联式混合动力系统并车和不同模式间切换的成功率、效率、自动化程度，避免全船失去动力和电力，提高不同模式间切的安全性，从而保证并联式混合动力船舶安全可靠运行。力船舶安全可靠运行。力船舶安全可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法


[0001]本专利技术涉及一种船舶控制技术，特别涉及一种船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法。

技术介绍

[0002]能源危机和日益严格的排放法规成为航运业不得不面临的严峻考验，面对能源短缺和排放法规严格的问题，使用新型混合动力系统成为船舶未来发展的重要方向，并联式混合动力系统目前在远洋运输船舶(中小型集装箱船、化学品船等)、拖轮、渡轮、游艇、公务船等多种船型上得到了越来越多的应用。
[0003]船舶并联式混合动力系统将传统柴油机推进、变频驱动和船舶电力系统及自动控制系统融为一体，涉及的设备众多，不同的设备在不同的运行模式下有不同的使用组合，是机、电高度融合的系统。
[0004]船舶并联式混合动力系统不同模式间切换连锁条件多，涉及船舶最核心的动力系统、电力系统，不同模式间切换流程及步骤必须严格按照提前规定的进行，一旦操作失败便造成全船失去动力和电力，严重影响船舶安全。
[0005]为了提高并联式混合动力系统并车和不同模式间切换的成功率、效率、自动化程度，降低不同模式间切对船舶安全的影响，避免全船失去动力和电力，需要研究一种并联式混合动力系统自动并车控制方法，实现上述目标。

技术实现思路

[0006]针对降低并联式混合动力系统各种模型切换故障率问题，提出了一种船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，提高并联式混合动力系统并车和不同模式间切换的成功率、效率、自动化程度，降低不同模式间切对船舶安全的影响，避免全船失去动力和电力的风险。
>[0007]本专利技术的技术方案为：一种船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，具体包括如下步骤：
[0008]S1：按下对应的模式按钮，发送模式切换命令，进入自动并车控制；
[0009]船舶并联式混合动力系统包括柴油机推进模式和PTI模式，所述切换为柴油机推进模式向PTI模式转换或PTI模式向柴油机推进模式转换；
[0010]S2：接受到相应的模式切换命令后，检测工况，调整需合排对象转速和转矩，是否符合并车转换条件；
[0011]S3：若满足相应的并车转换条件，则自动进行并车同步控制；
[0012]S4：若自动并车同步完成，则自动控制相应的离合器合排，合排后自动进行负荷转移控制；
[0013]S5：若负荷转移完成，则控制负荷转移完成的对应的离合器脱排，完成模式切换。
[0014]进一步，所述柴油机推进模式向PTI模式转换自动并车控制方法如下：当柴油机推
进模式向PTI模式转换时，并车控制系统采集柴油机实时转速n
D
和负荷P
D
，并车控制系统根据柴油机实时转速n
D
及PTI推进电机与柴油机速比r计算出PTI推进电机的转速命令n
EC
为n
D
*r送PTI变频器；当在25s时间内PTI变频器反馈PTI推进电机实际转速n
E
为PTI转速命令值n
D
*r时，PTI推进电机转速与PTI离合器齿轮箱侧的转速同步完成，此时设定PTI变频器的转矩限值T
EC
为当前PTI推进电机转矩反馈值T
E
，并将这个转矩值暂存到并车控制系统标记为T1，避免PTI推进电机的PTI离合器合排时的负载冲击，发出PTI推进电机的PTI离合器合排命令；当在25s时间内PTI变频器反馈PTI推进电机实际转速n
E
未能达到PTI转速命令值n
D
*r，发出并车失败报警，并自动退出同步并车；
[0015]接到TI离合器合排命令，若PTI离合器合排失败，则发出PTI离合器合排失败报警和并车失败报警，并自动退出并车，若PTI离合器合排成功，则设定PTI变频器转速命令n
EC
设定为n
D
*r(rpm)+10rpm，并控制PTI变频器的转矩限值T
EC
缓慢增加，直到检测到柴油机实时负荷P
D
为0，负荷由柴油机转移到PTI推进电机；完成负荷转移后，发出柴油机离合器脱排命令；
[0016]接到柴油机离合器脱排命令，若柴油机离合器脱排失败，则发出柴油机离合器脱排失败报警，控制PTI变频器的转矩限值T
EC
缓慢减小到T1，将PTI离合器脱排，发出并车失败报警并自动退出同步并车，若柴油机离合器脱排成功，则进入PTI模式，自动退出并车。
[0017]进一步，所述PTI模式向柴油机推进模式转换自动并车控制方法如下：当PTI模式向柴油机推进模式转换时，并车控制系统采集PTI变频器的PTI实时转速n
E
和PTI转矩反馈值T
E
，根据PTI实时转速n
E
及PTI推进电机与柴油机速比r计算出柴油机的转速命令n
DC
为n
E
/r送柴油机；若在25s时间内柴油机反馈实际转速n
D
为柴油机转速命令值n
E
/r时，柴油机转速与柴油机离合器齿轮箱侧的转速同步完成，此时设定PTI变频器的转矩限值T
EC
为当前PTI转矩反馈值T
E
，并将这个转矩值暂存到并车控制系统标记为T1，避免PTI离合器合排时的负载冲击，发出柴油机离合器合排命令；若在25s时间内柴油机101反馈实际转速n
D
未能达到柴油机101转速命令值n
E
/r，发出并车失败报警，并自动退出并车；
[0018]接收柴油机离合器合排命令，若柴油机离合器合排失败，则发出柴油机离合器合排失败报警和并车失败报警，并自动退出并车；若柴油机离合器合排成功，则控制PTI变频器的转矩限值T
EC
缓慢降低到10％，负荷由PTI推进电机转移到柴油机；完成负荷转移后，发出PTI离合器脱排命令；
[0019]接收PTI离合器脱排命令，若PTI离合器脱排失败，则发出PTI离合器脱排失败报警，并车控制系统控制PTI推进电机紧急自由停车，发出并车失败报警，并自动退出并车程序，若PTI离合器脱排成功，则进入柴油机推进模式，自动退出并车。
[0020]进一步，所述在柴油机推进模式向PTI模式转换自动并车时，故障处理方法包括：
[0021]在发出PTI离合器接合排命令前，发生柴油机故障停车、柴油机故障降速、柴油机离合器故障脱排请求报警、PTI推进电机故障停车、PTI推进电机故障降速、PTI推进电机功率限制报警、PTI离合器故障脱排请求报警时，保持柴油机推进模式，发出并车失败报警，并自动退出并车；
[0022]在PTI离合器接合排命令发出后，发生柴油机故障停车、柴油机故障降速、柴油机离合器故障脱排请求报警、PTI推进电机故障停车、PTI推进电机故障降速、PTI推进电机功率限制报警、PTI离合器故障脱排请求报警时，并车控制系统控制PTI推进电机紧急自由停
车，发出并车失败报警并自动退出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：按下对应的模式按钮，发送模式切换命令，进入自动并车控制；船舶并联式混合动力系统包括柴油机推进模式和PTI模式，所述切换为柴油机推进模式向PTI模式转换或PTI模式向柴油机推进模式转换；S2：接受到相应的模式切换命令后，检测工况，调整需合排对象转速和转矩，是否符合并车转换条件；S3：若满足相应的并车转换条件，则自动进行并车同步控制；S4：若自动并车同步完成，则自动控制相应的离合器合排，合排后自动进行负荷转移控制；S5：若负荷转移完成，则控制负荷转移完成的对应的离合器脱排，完成模式切换。2.根据权利要求1所述船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，其特征在于，所述柴油机推进模式向PTI模式转换自动并车控制方法如下：当柴油机推进模式向PTI模式转换时，并车控制系统采集柴油机实时转速n
D
和负荷P
D
，并车控制系统根据柴油机实时转速n
D
及PTI推进电机与柴油机速比r计算出PTI推进电机的转速命令n
EC
为n
D
*r送PTI变频器；当在25s时间内PTI变频器反馈PTI推进电机实际转速n
E
为PTI转速命令值n
D
*r时，PTI推进电机转速与PTI离合器齿轮箱侧的转速同步完成，此时设定PTI变频器的转矩限值T
EC
为当前PTI推进电机转矩反馈值T
E
，并将这个转矩值暂存到并车控制系统标记为T1，避免PTI推进电机的PTI离合器合排时的负载冲击，发出PTI推进电机的PTI离合器合排命令；当在25s时间内PTI变频器反馈PTI推进电机实际转速n
E
未能达到PTI转速命令值n
D
*r，发出并车失败报警，并自动退出同步并车；接到TI离合器合排命令，若PTI离合器合排失败，则发出PTI离合器合排失败报警和并车失败报警，并自动退出并车，若PTI离合器合排成功，则设定PTI变频器转速命令n
EC
设定为n
D
*r(rpm)+10rpm，并控制PTI变频器的转矩限值T
EC
缓慢增加，直到检测到柴油机实时负荷P
D
为0，负荷由柴油机转移到PTI推进电机；完成负荷转移后，发出柴油机离合器脱排命令；接到柴油机离合器脱排命令，若柴油机离合器脱排失败，则发出柴油机离合器脱排失败报警，控制PTI变频器的转矩限值T
EC
缓慢减小到T1，将PTI离合器脱排，发出并车失败报警并自动退出同步并车，若柴油机离合器脱排成功，则进入PTI模式，自动退出并车。3.根据权利要求1所述船舶并联式混合动力系统自动并车控制方法，其特征在于，所述PTI模式向柴油机推进模式转换自动并车控制方法如下：当PTI模式向柴油机推进模式转换时，并车控制系统采集PTI变频器的PTI实时转速n
E
和PTI转矩反馈值T
E

【专利技术属性】
技术研发人员：白艳祥，张元玮，李梓，赵旭，常彬，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：