专利名称：电力推进试验平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种推进实验平台，特别涉及到一种电力推进试验平台。
背景技术：
传统的电力推进试验平台的构成较为简单，采用较多的电力推进试验平台设计思路是模拟船舶两舷电力推进系统一边采用实物仿真，另一边采用计算机仿真。系统由推进系统、仿真系统、监测系统组成。对于整套推进试验平台中的供电部分研究较少，主要原因是如果按照实船的标准配备柴油发电机及船用主配电板作为供配电设备需要很高的实验室条件及场地。为了降低成本，常采用实验室配电系统直接向推进系统供电。这就限制了为达到电力推进试验平台和实船尽可能相近这个目标的试验条件。综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种电力推进试验平台，以解决以上提到的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是为研究人员提供更为真实可靠的船舶电力推进控制环境，以便在非实船情况下，能够准确获取系统性能参数，达到对已有电力推进控制系统研究、改进的目的。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种电力推进试验平台，其特征在于，所述平台主要包括电力推进系统、螺旋桨模拟负载系统以及电动发电机组系统；所述电力推进系统包括推进监控上位机和电力推进装置，电力推进装置上连有转速传感器和温度传感器；所述螺旋桨模拟负载系统包括负载监控上位机和螺旋桨模拟负载装置，螺旋桨模拟负载装置上连有扭矩传感器和温度传感器； 所述电动发电机组系统包括电动发电机组监控上位机、电动发动机组装置，所述电动发电机组装置上连有转速传感器、温度传感器和船舶电站控制系统。在本实用新型的一个实施例中，所述电力推进装置包括PLC控制器、推进电机变频器、推进变频电动机。在本实用新型的一个实施例中，所述螺旋桨模拟负载装置包括PLC控制器、负载电机变频器、负载变频电动机。在本实用新型的一个实施例中，所述电动发动机组装置包括PLC控制器、驱动电机变频器、驱动变频电动机。在本实用新型的一个实施例中，所述PLC控制器与控制上位机通过以太网相连接。在本实用新型的一个实施例中，所述电力推进系统中设置有加速斜坡函数模型， 用于限制最大加速速率。在本实用新型的一个实施例中，所述电动发电机组系统设置有柴油机调速模型， 用于模拟柴油发电机功率的动态和静态特性。[0013]本实用新型的有益效果是，通过有效的控制策略和硬件设备完成整个实验平台中各子系统单元的有效工作，更为准确的模拟实际电力推进船舶的推进特性及电站的协调运行。
图1是本实用新型所述的电力推进试验平台的结构示意图；图2是本实用新型所述的电力推进试验平台的系统控制图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1和图2所示，本实用新型所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述平台主要包括电力推进系统、螺旋桨模拟负载系统以及电动发电机组系统；所述电力推进系统包括推进监控上位机和电力推进装置，电力推进装置包括PLC控制器、推进电机变频器、推进变频电动机，电力推进装置上连有转速传感器和温度传感器，用于采集电动机实时信号， 与控制器进行通讯。所述螺旋桨模拟负载系统包括负载监控上位机和螺旋桨模拟负载装置，螺旋桨模拟负载装置包括PLC控制器、负载电机变频器、负载变频电动机，螺旋桨模拟负载装置上连有扭矩传感器和温度传感器，用于用于采集电动机实时信号，与控制器进行通讯。所述电动发电机组系统包括电动发电机组监控上位机、电动发动机组装置，电动发动机组装置包括PLC控制器、驱动电机变频器、驱动变频电动机，电动发电机组装置上连有转速传感器、温度传感器和船舶电站控制系统。所述PLC控制器通过以太网与控制上位机相连接。推进电机是船舶主配电板的主要负荷，为避免推进负荷的突变造成电网电压过大波动甚至跳闸，推进控制系统必须要在电站之间进行协调控制，具备推进功率限制的功能。 在运行发电机的输出功率接近额定值时，推进系统自动进入功率限制运行模式。推进电机控制系统由上位监控计算机、PLC控制器、变频器等组成，推进电机可以由驾驶室远程控制或机旁就地控制。驾驶室远程控制通过驾驶室操作面板、PLC控制器、现场总线和变频器实现；机旁就地控制通过机旁控制面板、继电器控制电路和变频器实现。推进电机控制系统主要功能包括推进电机起动、停止控制；转速或负荷控制的模式选择；故障实时监测；转速与功率限制；推进系统安全保护。螺旋桨模拟负载控制系统由上位监控计算机、PLC控制器、变频器和转矩传感器组成，采用转矩闭环控制方式，控制负载电机输出转矩，模拟推进电机的螺旋桨负载。上位监控计算机建立螺旋桨负载转矩特性模型，通过修改模型参数满足不同实验要求。电站控制系统根据电网运行状态，通过总线实现电动发电机组的起动、停止、并车、升速、降速等逻辑控制。由于试验平台以电动发电机组替代实船的柴油发电机组，因此电动发电机组的驱动电机采用转速闭环控制方式，通过上位计算机和PLC控制器模拟柴油机的功率-转速特性，获得与实际船舶一致的试验效果。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种电力推进试验平台，其特征在于，所述平台主要包括电力推进系统、螺旋桨模拟负载系统以及电动发电机组系统；所述电力推进系统包括推进监控上位机和电力推进装置，电力推进装置上连有转速传感器和温度传感器；所述螺旋桨模拟负载系统包括负载监控上位机和螺旋桨模拟负载装置，螺旋桨模拟负载装置上连有扭矩传感器和温度传感器； 所述电动发电机组系统包括电动发电机组监控上位机、电动发动机组装置，电动发电机组装置上连有转速传感器、温度传感器和船舶电站控制系统。
2.如权利要求1所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述电力推进装置包括PLC控制器、推进电机变频器、推进变频电动机。
3.如权利要求1所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述螺旋桨模拟负载装置包括PLC控制器、负载电机变频器、负载变频电动机。
4.如权利要求1所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述电动发动机组装置包括 PLC控制器、驱动电机变频器、驱动变频电动机。
5.如权利要求2或3或4所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述PLC控制器与控制上位机通过以太网相连接。
6.如权利要求1所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述电力推进系统中设置有加速斜坡函数模型，用于限制最大加速速率。
7.如权利要求1所述的电力推进试验平台，其特征在于，所述电动发电机组系统设置有柴油机调速模型，用于模拟柴油发电机功率的动态和静态特性。
专利摘要本实用新型的目的在于公开一种电力推进试验平台，所述平台包括螺旋桨模拟负载装置单元、电力推进装置单元以及电动发电机组单元；所述螺旋桨负载模拟装置单元用于模拟船舶海上航行情况下的海浪负载特性，电力推进装置作为船舶的主动力装置提供船舶海上航行时所需动力，电动发电机组模拟船舶柴油发电机组为电力推进装置提供可靠电能。本实用新型能够帮助研究人员对推进控制系统进行合理有效的数值分析和试验论证，并且可以开展推进负荷突变对船舶电站冲击的试验研究。
文档编号G01M15/00GK201974295SQ201120038328
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者刘崇, 沈爱弟 申请人:上海海事大学