电力推进船舶螺旋桨模拟负载的研制

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1、学校编码10390分类号U664学号2010129034密级硕士学位论文电力推进船舶螺旋桨模拟负载的研制指导教师：郑青榕教授俞万能副教授作者姓名：李俊科申请学位级别：硕士专业名称：轮机工程论文提交日期：2013年5月31日论文答辩日期：2013年6月9日学位授予单位：集美大学学位授予日期：答辩委员会主席：刘暾东教授论文评阅人：刘暾东教授邵桂芳副教授周海峰副教授硕士学位论文电力推进船舶螺旋桨模拟负载的研制TheResearchandDevelopmentoftheMarineElectricPropulsionPropellerSimulatedLoad学科

2、门类：工学作者姓名：李俊科指导教师：郑青榕教授俞万能副教授专业名称：轮机工程学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2013年6月9日学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间：保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学

3、可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）：导师（签名）：时间：电力推进船舶螺旋桨模拟负载的研制摘要随着电力电子、变频器控制和计算机控制等技术的迅猛发展，电力推进因其节能高效、环保、操作性好以及易于控制等优点，已经成为船舶推进方式的发展方向，国内外造船界和科研单位都对船舶电力推进系统加大研究力度。螺旋桨作为电力推进系统的重要组成部分，其负载特性必然影响着对综合电力推进系统的关键技术研究。因此，本课题基于集美大学轮机工程学院船舶综合电力推进系统科研平台建设项目，研发螺旋桨负载的物理模拟系统，对深入研究电力推进系统有非常重要的意

4、义。本论文以螺旋桨负载为研究对象，依据异步电动机的工作特性，采用PLC技术、变频调速技术以及计算机控制技术，研制可以准确模拟船舶在不同工况下的螺旋桨工作特性的实验系统，完善船舶综合电力推进系统科研平台。本论文主要工作如下：1.介绍了螺旋桨的基本参数、推力与转矩的计算公式、螺旋桨敞水特性曲线和船桨之间的相互作用，并详细地对螺旋桨的三种重要转矩特性进行了分析，阐述了螺旋桨推力特性和船舶阻力特性；2.分析比较现有不同类型螺旋桨模拟系统的优缺点，针对现有电力推进系统，设计了综合电力推进科研平台的螺旋桨负载系统的组成结构，提出了螺旋桨负载模拟系统的控制方案，并分析所

5、采用关键技术的工作机理；3.根据设计方案，完成系统组成的硬件选型以及系统集成。分析了系统不同部分的控制流程并完成PLC程序编制，重点研究了PLC和变频器通信的实现方法。4.研究了船桨数学模型的算法，设计了螺旋桨模拟负载的监控软件结构和软件界面，开发基于Delphi的上位机监控软件，实现了监控软件与PLC通信以及图谱数据的处理。5.系统联调与数据分析。测试螺旋桨工作在不同工况下的实验数据并进行数据分析。实验测试证明，本项目开发的螺旋桨负载模拟系统工作正常，可以模拟螺旋桨自由航行特性、系缆特性和反转特性。各个设备之间成功实现数据实时传输，负载监控软件实现控制负

6、载系统启动，为负载系统提供给定转矩，显示转速、转矩和航速等状态并可以将数据存储到数据库中。关键词：螺旋桨模拟负载，船桨模型，电力推进ITheResearchandDevelopmentoftheMarineElectricPropulsionPropellerSimulatedLoadAbstractWiththerapiddevelopmentofthetechnologyofsemiconductor,converterandcomputercontrol,electricpropulsionhasbecomethedevelopmentdirecti

7、onoftheshippropulsionbecauseofthebenefitsofenergyefficient,environmentalprotection,easyinoperationandtocontrol.Shipbuildingindustryandresearchinstitutesathomeandabroadhaveincreasedresearcheffortsofmarineelectricpropulsionsystem.Propellerasanimportantpartoftheelectricpropulsionsyst

8、em,itsloadcharacteristicsdefinite