现代船舶电力系统控制技术演讲

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1、专业：姓名：导师：现代船舶电力系统控制技术研究内容提要一绪论二现代船舶电力系统控制分析与策略三柴油发电机组数学模型的建立四柴油发电机组计算机控制系统设计五结论10/4/20212一绪论船舶电力系统的组成船舶电力系统的特点船舶电力系统的发展概况船舶运行状态分类船舶电力系统的电气参数船舶供电系统电源控制技术发展趋势10/4/20213二现代船舶电力系统控制分析与策略电力系统计算机控制总体方案图1电力系统的总体控制框图自动化电力系统的总体控制结构如图1所示，它包含了自动化电站应具备的各功能，由总体控制逻辑把它们组织在一起。10/4

2、/20214二现代船舶电力系统控制分析与策略1、柴油发电机组控制技术(1)柴油机技术从常用的机械离心飞锤式调速器、双脉冲液压调速器、电液调速器发展到全电子调速器即电喷柴油发电机组(2)发电机技术西门子公司的1FC5系列发电机2、4极发电机经功率加权后平均效率达到93%以上(3)自动控制技术计算机技术的发展，给柴油发电机组自动控制技术的发展提供了新的思路和手段，它极大地提高了柴油发电机组自动化运行的最佳性、保护功能的完善性和应急功能的快速性，也可在组成柴油发电机电站的并联化和模块化时更简便、可靠10/4/20215二现代船舶电

3、力系统控制分析与策略2、同步发电机调压系统同步发电机调压系统由同步发电机、电压校正器、相复励装置、交流励磁机、旋转整流器和检测装置组成。系统原理图见图2，其中相复励装置的输入信号ｕ控制励磁电路的分流大小，以达到对励磁电压的可控调节。图2同步发电机调压系统原理图10/4/20216二现代船舶电力系统控制分析与策略图3系统硬件结构图3、调压器控制系统的设计方案带有差动横向电流补偿的调压器采用现代工控核心器件可编程序控制器(PLC)10/4/20217可编程序控制器(PLC)可编程序控制器(PLC)控制系统的主要功能如下：能自动维

4、持机组的准启动状态。能实现机组的急启、自启。市电故障后的机组自启动。三次启动。能够自动调整频率、电压，但需电压调节器。市电恢复后的市电—机电转换。能实时显示机组的工作状态及参数。启动、怠速运行、市电恢复确认、停机等状态和各类报警信号，过速、油压低、水温高、过压、欠压、过频、欠频、过流、短路、启动故障。二现代船舶电力系统控制分析与策略10/4/202184、电子调速器与指针仪表组成的监控系统此系统通过电子调速器和指针仪表来完成柴油发电机组的转速控制及参数监测。其具体框图如图4所示。它主要由三部分组成。转速控制部分柴油发电机组参

5、数检测柴油发电机组的参数报警二现代船舶电力系统控制分析与策略10/4/20219二现代船舶电力系统控制分析与策略图4电子调速器和指针仪表10/4/202110二现代船舶电力系统控制分析与策略综上所述，随着自动化机组的不断发展，继电器控制及分离电子元件组成的逻辑电路控制逐渐被淘汰。PLC(可编程序控制器)虽然性能稳定，方便灵活，当前仍为自动化机组控制器的主力。但其存在着外围电路复杂，并需配置电压、转速、油压、水温、油温的逻辑判断电路及端口扩展继电器等无法克服的缺陷。由于具有功能强大、工作可靠、扩展简单等优势的微处理器的出现，为

6、船舶电力系统控制技术的研究提供了新的途径和方法。10/4/202111二现代船舶电力系统控制分析与策略本课题的主要研究内容1、船舶电力系统控制策略科学的发展，推动了自动化机组专业控制器的诞生成为可能和必行。专业控制器要求技术指标更优，使用灵活、外围电路简单、工作可靠、能够迅速得到推广应用。本文提出了以微处理器为核心，将发电机电压、柴油机转速及水温、油温、油压、过流、短路等信号，通过取样变换输入微机系统，实现柴油机发电机组的自启动、自投入及各种故障保护报警功能的专业控制器10/4/202112专业控制器控制器主要由三部分组成：

7、发电机控制部分，主要包括电压调节装置、过载、短路保护单元和电压调节器等。柴油机控制部分，主要由启动、停机操作、电子调节器及液晶显示模块等部分组成，实现对柴油机的工作状态进行监控。微机控制部分，该部分是柴油发电机组自动控制的核心，主要由主机控制单元、信号检测单元、功率驱动单元、参数显示单元和电源单元等组成。其框图如图6所示。2现代船舶电力系统控制分析与策略10/4/202113二现代船舶电力系统控制分析与策略图6专业控制器10/4/202114本课题的主要研究内容2、基于DSP的柴油发电机组控制系统实现柴油发电机组控制系统的全

8、数字优化设计，使得自校正调节，非线性控制，自适应控制及模糊控制等复杂算法能够在基于DSP的控制系统上良好运行。通过复杂度适中的DSP硬件设计，采样方式的改进以及数字触发技术的应用，提高系统控制精度，简化控制系统结构。通过DSP与可编程逻辑器件的选用，使得控制策略的改变和控制功能的增加而基本