本文關(guān)鍵詞：船用主海水泵的變頻控制與系統(tǒng)的節(jié)能研究

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【摘要】：由于傳統(tǒng)的船舶冷卻水系統(tǒng)中的主海水泵長期工作在工頻下會導致能耗過高,本文以船舶主海水泵為研究對象,對主海水系統(tǒng)、主機熱負荷、管路以及相關(guān)設(shè)備進行了深入分析和研究,并在此基礎(chǔ)上建立主機負荷、冷卻器、海水泵以及管路間的熱負荷關(guān)系模型,并以此熱負荷為需求得到海水泵實際所需流量及轉(zhuǎn)速,設(shè)計了基于直接轉(zhuǎn)矩控制的海水泵變頻控制系統(tǒng),并進行仿真驗證和軟件設(shè)計,最后對系統(tǒng)進行節(jié)能研究與分析。論文工作主要分為四部分：首先根據(jù)主機負荷和海水溫度的變化建立由主機到冷卻器、管路以及海水泵的熱負荷模型,根據(jù)不同的主機負荷以及海水溫度的變化,得到海水泵實際所需的轉(zhuǎn)速和流量。然后對海水泵電機模型進行分析,通過坐標變換,建立了在兩相靜止坐標下異步電機數(shù)學模型,以及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型,包括磁鏈及轉(zhuǎn)矩觀測模型、磁鏈及轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)模型、磁鏈區(qū)段判斷模型、電壓矢量選擇模型以及速度調(diào)節(jié)器模型。在保證滿足系統(tǒng)冷卻量所需熱負荷的前提下,根據(jù)不同的主機負荷和不同的海水溫度來調(diào)節(jié)海水泵轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)主海水泵的變頻控制,并運用MATLAB/Simulink軟件對整個系統(tǒng)進行仿真建模與驗證。然后,以Visual Studio 2010為開發(fā)平臺,基于C#語言開發(fā)系統(tǒng)仿真軟件,該軟件可以在不同模式下,主海水泵可根據(jù)系統(tǒng)的冷卻需求,手動或自動啟停主海水泵和其他設(shè)備,并實時監(jiān)測溫度、轉(zhuǎn)速、流量等重要參數(shù)。最后,對不同條件下的仿真結(jié)果進行節(jié)能計算與研究,結(jié)果表明,基于直接轉(zhuǎn)矩控制的船用主海水泵的變頻控制有著良好的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng),并且克服了傳統(tǒng)主海水泵只能工作在工頻的耗能模式下,有效節(jié)省了冷卻水系統(tǒng)中能源消耗,從而向綠色船舶、節(jié)能船舶邁出了實質(zhì)性的一步。
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.814

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本文編號：1217715