本文關(guān)鍵詞：大型集裝箱船廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)建模與仿真

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【摘要】：出于對船只燃料成本以及環(huán)保等因素的考慮,廢氣透平發(fā)電機正越來越多的在大型船舶上出現(xiàn),大型集裝箱船由于其主機功率與電站容量都相對較大,為廢氣透平發(fā)電機的應用創(chuàng)造了良好的條件。本文以大連船舶重工(DSIC)為地中海航運(MSC)所建的C8800大型集裝箱船為母型船,對其上配備的主機廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)的建模與仿真進行了深入的研究。完成了以下主要研究工作。(1)對C8800船只情況做了簡要介紹,接著詳細討論了主機廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)的組成及其工作原理,對系統(tǒng)機械連接、電氣連接以及通訊與接口方面進行了系統(tǒng)闡述,并重點討論了主機廢氣透平發(fā)電機的控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng),在充分了解掌握系統(tǒng)工作機理的前提下,采用機理建模法建立起了廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)廢氣透平機、同步發(fā)電機、電-氣閥門定位器以及氣動執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)學模型。(2)運用Matlab/Simulink仿真軟件進行了系統(tǒng)相關(guān)仿真計算與分析,分別進行了廢氣透平機,同步發(fā)電機以及發(fā)電機勵磁模塊的仿真,在此基礎(chǔ)上加入負載模塊并最終形成廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)仿真計算圖。特別地,在85%SMCR且廢氣透平發(fā)電機運行于孤島模式的情況下,對透平發(fā)電機系統(tǒng)進行了負荷及負荷特性試驗的仿真計算,給出相關(guān)仿真結(jié)果,并進行相關(guān)分析。(3)在該船舶航海試驗過程中對系統(tǒng)仿真結(jié)果進行了驗證,結(jié)果表明,所建立的系統(tǒng)相關(guān)數(shù)學模型可有效描述實際系統(tǒng)的工作過程,實船試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。本文研究與大船重工MSC項目首制船的設(shè)計、建造直至交船的整個過程緊密結(jié)合,是對該型船舶節(jié)能環(huán)保技術(shù)的有益探索和實踐,為大船重工開展同類船舶的設(shè)計建造積累了理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗。
【關(guān)鍵詞】：船舶 透平發(fā)電機 數(shù)學模型 仿真
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.131;U665.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 研究動態(tài)及發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 船舶節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究動態(tài)11-13
• 1.2.2 透平發(fā)電機發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 計算機仿真概述14-15
• 1.4 本文研究內(nèi)容15-16
• 第2章 廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)原理16-32
• 2.1 C8800船舶概況16
• 2.2 廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)組成及工作原理16-29
• 2.2.1 系統(tǒng)機械連接18
• 2.2.2 系統(tǒng)電氣連接18-20
• 2.2.3 控制系統(tǒng)20-25
• 2.2.4 系統(tǒng)通迅與接口25-29
• 2.3 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)29-32
• 2.3.1 調(diào)速系統(tǒng)29-30
• 2.3.2 應急停車閥ESD-P130-31
• 2.3.3 動態(tài)補償器31-32
• 第3章 廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)的數(shù)學建模32-71
• 3.1 廢氣透平機數(shù)學模型33-38
• 3.1.1 透平機容積方程33-36
• 3.1.2 透平機轉(zhuǎn)子方程36-38
• 3.2 同步發(fā)電機數(shù)學模型38-46
• 3.2.1 同步發(fā)電機標準數(shù)學模型39-41
• 3.2.2 同步發(fā)電機模型簡化41-42
• 3.2.3 同步發(fā)電機實用五階模型42-45
• 3.2.4 勵磁系統(tǒng)數(shù)學模型45-46
• 3.3 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學模型46-68
• 3.3.1 電-氣閥門定位器數(shù)學模型47-63
• 3.3.2 氣動執(zhí)行機構(gòu)數(shù)學模型63-68
• 3.4 負載的數(shù)學模型68-71
• 第4章 廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)的仿真計算71-85
• 4.1 廢氣透平機發(fā)電機系統(tǒng)仿真71-76
• 4.1.1 廢氣透平機調(diào)速系統(tǒng)模塊71-72
• 4.1.2 同步發(fā)電機模塊72-75
• 4.1.3 勵磁控制器模塊75
• 4.1.4 廢氣透平發(fā)電機系統(tǒng)仿真圖75-76
• 4.2 系統(tǒng)仿真計算與分析76-85
• 4.2.1 負荷試驗仿真與分析77-79
• 4.2.2 負荷特性試驗仿真與分析79-85
• 第5章 系統(tǒng)實船驗證85-92
• 5.1 系泊試驗85-86
• 5.2 航海試驗86-92
• 第6章 結(jié)論92-93
• 參考文獻93-97
• 致謝97-98

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本文編號：819981