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推进控制
Oslash;yvindN。Smogeli海洋控制论Vestre Rosten 77 NO-7075 Tiller，挪威
电子邮件：Oyvind.Smogeli@marinecyb.com
Asgeir J. Soslash;rensen,
挪威科技大学，海洋技术系
Otto Nielsens Vei 10，NO-7491 Trondheim，挪威
电子邮件：Asgeir.Sorensen@ntnu.no
10春季
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大纲
第1部分：动机和建模
- 动机和问题的规划
- 螺旋桨类型
- 螺旋桨推力和扭矩模型
- 推力损失效应
- 螺旋桨动力学
第2部分：局部推进器控制
- 轴速控制
- 扭矩控制
- 功率控制
- 控制器性能
- 对推力损失的敏感性
第3部分：推进控制的新方法
- 速度，扭矩和功率组合控制
- 螺旋桨扭矩估算
- 防滑控制
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大局
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运动 |
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环境 |
风浪流 |
船舶 |
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动力学 |
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推力 |
动力 |
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波浪流 |
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传感器 测量
船舶观测
重建的信号
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推力 |
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推进器 |
设定值 |
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动力学 |
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推力 |
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推力分配 要求的推力量
船舶控制
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内联速度波动 |
第1部分 |
推进器单元 第2和第3部分 |
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横向速度波动 |
负载扭矩 |
机旁推进器 |
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船舶 |
卷气 |
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螺旋桨动力 |
轴动力 |
发动机动力 |
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运动 |
出水 |
控制 |
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波浪流 |
其他损失 |
能量损失 |
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n |
电机扭矩 |
Tr |
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轴速度 |
推力 |
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设定值 |
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第1部分 - 动机和建模
R4240 2010
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动力定位和运输
bull; 船舶在苛刻
环境和极端条件
进行全年运作的要求
bull; 需要高定位精度
bull; DP系统和推进系统必须对任何故障都具有鲁棒性
bull; 有一种在电力和自动化系统之间形成物质和功能融合的趋势
Oslash;yvindN。Smogeli - TMR4240 2010春季
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为什么要推进器控制？
推进器受波浪，风浪流和船舶运动影响的：
- 快速变化的运行条件
- 负载的波动
- 错误的推力产生
不好的低水平推进器控制的影响：
- 停电的危险
- 机械磨损
- 燃料消耗的增加
- 推力的减少
Oslash;yvindN。Smogeli - TMR4240 2010春季
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螺旋桨类型：FPP和CPP
两个可控参数：
轴速和螺距
- 轴速：固定螺距螺旋桨（FPP）
-
- 不需要液压来控制螺距
- 适用于变速电动机
- 对一个前进速度进行了优化
- 螺距：可调螺距螺旋桨（CPP）
-
- 当需要不同的推力时，用于直接驱动轴
- 快速响应，产生两个方向的推力
- 更好的流体动力可以改变前进速度
- 对螺距和速度进行组合控制
-
- 螺距和速度动态变化
- 与CPP相比，改善了噪音特性和燃料消耗
- 比CPP更昂贵的解决方案需要变速驱动
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主螺旋桨
- 通常与螺旋桨后面的方向舵组合以产生用于转向的侧向力
- 用于运输中的主推进，通常也用于定位
- 可能是FPP或CPP
- 传统的直接驱动螺旋桨 - 柴油发动机的直轴线，通常为CPP
- 例如LNG油轮的常见解决方案：通常通过变速箱电驱动
FPP
- 组合解决方案在先进船舶上变得越来越普遍：主螺旋桨可以用纯机械，纯电动或“增压”模式运行
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吊舱式推进
- 旋转360度以产生任何方向的推力
- 用于主推进（组合螺旋桨和方向舵）和用于定位
- 只有FPP，可以推和拉
- 水下机壳中的电机，螺旋桨安装有短轴且无齿轮
- 高的额定值 - 高达20 MW
- 品牌名称：Azipod = ABB，Mermaid=劳斯莱斯
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资料编号：[1260]
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