基于变频技术的大型绞吸式挖泥船电力驱动控制系统研究

论文摘要

绞吸挖泥船作为高附加值船舶,此前基本上都依靠进口。近年来由于国内疏浚市场的快速发展,开发国产的大型绞吸挖泥船就显得尤为重要。相比较于传统的驱动方式,变频电力驱动技术是绞吸挖泥船一项新技术,是国内外绞吸挖泥船的发展趋势。绞吸挖泥船的施工设备功率一般都较大,约占到整条船电力系统负荷的85%,因此针对绞吸挖泥船的变频电力驱动系统的开发与研究是具有重要理论意义和实际应用价值的。本文正是基于此出发点,从设计的角度出发结合绞吸挖泥船本身施工的一些特点,深入地分析与研究大型绞吸挖泥船电力驱动控制系统。本文首先从变频技术应用角度,根据大型绞吸挖泥船的特点,分析并提出了绞吸挖泥船主要电力负荷如电动机、移相变压器等容量选择与设计原则;研究了适合于绞吸挖泥船特殊工况的变频驱动技术与系统;研究了变频电力驱动系统应用带来的船舶电站谐波问题。分析谐波对船舶设备及船舶电站的影响和危害,提出了实用的谐波抑制方法。建立了基于MATLAB/SIMULINK的大型绞吸挖泥船的谐波分析仿真模型,针对6脉冲和12脉冲两种整流电路进行系统仿真与谐波分析,仿真结果论证了谐波分析模型的正确性,为变频设备在绞吸挖泥船上应用奠定了技术基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 绞吸挖泥船简介
• 1.2 绞吸挖泥船传动系统及其发展趋势
• 1.2.1 泥泵驱动系统
• 1.2.2 绞刀驱动系统
• 1.3 本文的研究意义及主要内容
• 第2章 绞吸挖泥船疏浚系统工作原理与特性
• 2.1 绞吸挖泥船介绍
• 2.1.1 产量
• 2.1.2 挖深
• 2.1.3 排距
• 2.2 疏浚系统主要施工设备
• 2.2.1 绞刀头系统
• 2.2.2 泥泵系统
• 2.2.3 横移绞车系统
• 2.2.4 钢桩台车系统
• 2.2.5 桥架系统
• 2.3 工作方式
• 2.4 本章小结
• 第3章 绞吸式挖泥船新型变频传动控制系统设计研究
• 3.1 异步电动机调速
• 3.1.1 异步电动机稳态等效电路
• 3.1.2 机械特性
• 3.1.3 调压调速
• 3.1.4 变频调速
• 3.2 驱动系统设计
• 3.2.1 异步电动机选择
• 3.2.2 变频器选择
• 3.2.3 移相变压器
• 3.3 工程应用实例
• 3.4 本章小结
• 第4章 绞吸式挖泥船供电系统的谐波及其抑制技术研究
• 4.1 谐波的基本概念
• 4.1.1 谐波性质
• 4.2 船舶电网谐波的来源与危害
• 4.2.1 谐波的来源
• 4.2.2 谐波的危害
• 4.3 谐波的抑制方法
• 4.3.1 发电机
• 4.3.2 变频器
• 4.3.3 滤波器
• 4.4 本章小结
• 第5章 绞吸式挖泥船主要谐波抑制方法仿真分析
• 5.1 仿真模块
• 5.1.1 电源
• 5.1.2 变压器
• 5.1.3 整流环节
• 5.1.4 RLC 负载
• 5.2 6 脉冲整流电路分析
• 5.2.1 模型搭建及仿真
• 5.2.2 结论
• 5.3 12 脉冲整流电路分析
• 5.3.1 模型搭建及仿真
• 5.3.2 结论
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 本文主要工作
• 6.2 后续工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读工程硕士学位期间发表的论文