[發明專利]一種多軸電力推進半實物模擬試驗平臺

有效

• 申請號: 201710528324.6
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107290979B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 向先波;張嘉磊;王玉婷;張琴;李維嘉;徐國華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發明屬于船舶電力推進領域，并公開了一種多軸電力推進半實物模擬試驗平臺。該模擬實驗平臺包括依此連接的開發主機、實時仿真機、電機驅動器和電機組，開發主機用于開發船?機?槳模型；實時仿真機用于收集系統狀態信息，完成對電機組的控制；電機驅動器分為主動電機和負載電機，電機組分為主動電機和負載電機，電機驅動器和電機組是組成電力推進半實物實驗平臺硬件在回路模擬的主體。通過本發明，實現船舶或海洋平臺電力推進的半實物模擬試驗，為研究人員對實際大型船舶和海洋平臺多軸電力推進系統的設計、論證和驗證提供指導，適用范圍廣，魯棒性強，且方便快捷。

技術領域

本發明屬于船舶電力推進領域，更具體地，涉及一種多軸電力推進半實物模擬試驗平臺。

背景技術

船舶電力推進方式的研究和使用相對較晚，傳統的綜合電力推進系統試驗平臺條件受到多方面制約，主要有：平臺建設初始投資大，搭建真實的電力推進試驗平臺，需要購置柴油發電機組、配套的循環冷卻和供油管路及設備、變電及電力分配等設備，即使小比例系統也需要大量資金投入和相當長的建設周期。推進系統建設定型后，所有的配置及參數相應確定，難以進行新系統的試驗，例如改變電力推進組的數量，即船舶或平臺采用多軸推進的方式時，原系統則不能滿足要求。試驗過程消耗水電油資源，并由于柴油機的運行會產生大氣污染和噪聲污染。系統中繁雜的設備必將導致較快的設備折舊和較多的設備故障，這將研究電力推進系統控制的工作重心轉移到了系統設備的保養、維護及故障檢修，對船舶電力推進系統控制本身的研究不利。

中國發明專利說明書CNIO4597358A中也公開了一種電力推進船舶綜合電力系統半實物半虛擬試驗平臺，該專利以電力系統為主，通過虛擬仿真機模擬系統各設備的輸出電信號，對輸出電信號進行外圍的基本保護、電能采集和處理。中國實用新型專利說明書CN201974295U中公開了一種電力推進試驗平臺，平臺主要包括電力推進系統、螺旋槳模擬負載系統和發電機組系統，通過傳感器采集信號，并可以在上位機進行監測和控制。上述兩種平臺側重于電力系統及船舶電網的仿真和檢測，沒有涉及到船體模型在系統中的作用，沒有涉及多軸電力推進的設計，因此，上述兩個專利相對于船舶推進系統缺少一定的配置全面性和控制靈活性。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種多軸電力推進半實物模擬試驗平臺，通過采用包含多組電機的電機組對多軸電力推進環境進行模擬，同時通過開發主機建立一體化模型，由此解決現有技術中不涉及船體模型和多軸電力系統的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種多軸電力推進實物模擬實驗平臺，該模擬實驗平臺包括依此連接的開發主機、實時仿真機、電機驅動器和電機組，其特征在于，

所述開發主機用于建立所述船體、主機和螺旋槳的一體化模型，通過該模型計算得到調節所述電機組的指令，并下載至所述實時仿真機，此外，該開發主機還用于接收、存儲和顯示來自所述實時仿真機上傳的信息；

所述實時仿真機一端與所述電機驅動器連接，另一端與所述開發主機連接，實現所述開發主機和電機驅動器之間信息的傳遞；

在所述模擬實驗平臺中包含有多組所述電機驅動器和電機組，其中，一組電機組對應一個電機驅動器，每組電機組包括主動電機和負載電機，所述主動電機模擬船舶推進船舶主機，所述負載電機模擬螺旋槳和船舶的負載；

每組電機驅動器包括主動電機驅動器和負載電機驅動器，所述主動電機驅動器根據來自所述實時仿真機的指令對所述主動電機進行調節，由此模擬主機對螺旋槳的驅動作用，所述負載電機驅動器根據來自所述實時仿真機的指令調節負載電機，從而模擬螺旋槳對主機的拖動作用。

進一步優選地，所述電機組的每個電機端子上設置有轉速傳感器，用于測量該電機的轉速。

進一步優選地，所述模擬實驗平臺還包括動力柜，該動力柜與所述電機驅動器連接，并通過該電機驅動器給所述電機組供電。