船舶轴带发电机驱动和主机启停控制装置研究

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船用发电机组控制系统设计研究

船用发电机组控制系统设计研究船用发电机组控制系统是船舶自动化操控系统中的重要组成部分，它通过对发电机组的监测和控制，确保船舶能够稳定而安全地进行航行。

本文将分析船用发电机组控制系统的设计与研究。

一、需求分析船舶的发电机组主要作用就是提供电力给各个系统进行工作，若发电机组出现故障，那么其将对船舶的工作产生严重的影响，直接影响船舶的航行安全。

因此，关键是掌握好发电机组是否正常工作、运转状态等信息，及时发现、判断并解决故障问题。

二、系统功能设计船用发电机组控制系统主要功能如下：1、发电机组的稳定运作发电机组控制系统要确保发电机组的运行状态稳定，防止发生过负载、超过额定转速等问题。

2、故障监测船用发电机组控制系统要监测发电机组的运转情况，并对故障进行检测、鉴定、处理等工作。

3、远程控制控制系统需能远程监控和控制发电机组的运行，包括电压、电流、功率等参数的监测。

4、自主控制当上层控制出现故障时，控制系统可以实现自主控制，即保证发电机组在安全范围内运行。

三、设计实现船用发电机组控制系统的设计要求是高可靠性、高实效性、高灵活性。

基于这样的原则，应该采用现代化自动化控制技术来实现上述的功能设计。

具体实现中，应该采用以下技术：1、PLC控制技术可编程控制器（PLC）被广泛应用于自动化控制领域，它具有高可靠性、可编程性强、稳定性好等特点。

通过PLC可以实现对发电机组转速、电压、电流等参数进行监控、检测和控制。

2、互联网网络技术采用互联网水平底层协议TCP/IP进行通信，实现控制系统与船舶上层管理机构之间的数据传输，达到信息共享的目的。

在网络不稳定或者环境变化导致网络状态有风险的情况下，应设置网络保护措施。

3、移动终端技术移动终端技术是近年来快速发展的技术，它主要是利用无线通讯技术实现用户与控制中心之间的数据交互。

采用移动终端技术，可以进行船舶运行参数的实时监控和控制。

四、性能测试为验证系统在实际应用中的性能，需要进行性能测试。

船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究综述

船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究综述船舶轮缘推进装置是船舶推进系统中的重要组成部分，其驱动电机及控制方法的研究对于船舶的性能和效率具有至关重要的影响。

本文将从多个方面全面评估船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究，并据此撰写一篇有价值的文章，以便读者能够更深入地理解这一主题。

一、船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究综述1. 市场需求与应用背景- 船舶轮缘推进装置在船舶行业中应用广泛，其驱动电机及控制方法的研究与船舶性能、燃油效率等息息相关。

- 随着船舶行业的发展和需求的不断增加，对船舶轮缘推进装置的驱动电机及控制方法的研究提出了更高的要求。

2. 研究现状与发展趋势- 目前，船舶轮缘推进装置的驱动电机及控制方法的研究已经取得了一定的进展，但仍存在着许多问题和挑战。

- 在未来，随着科技的不断进步和船舶行业的需求变化，船舶轮缘推进装置的驱动电机及控制方法的研究将会迎来新的发展机遇。

3. 方法与技术- 在船舶轮缘推进装置的驱动电机方面，研究者们主要采用了多种电机技术，如直流电机、异步电机和永磁同步电机等，以满足不同船舶的需求。

- 在控制方法方面，智能化和自适应控制技术成为了研究的热点，为提高船舶轮缘推进装置的性能和效率提供了技术支持。

4. 研究成果与应用效果- 通过船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究，研究者们不断提出了新的理论和技术成果，为船舶行业的发展和应用带来了显著的效果。

二、个人观点与总结回顾船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究是船舶行业发展的重要方向之一。

通过对它的全面评估和深入探讨，我们不仅可以更好地了解其在船舶推进系统中的地位和作用，而且可以为未来的研究和应用提供有益的借鉴和指导。

在未来，我期待船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究能够更加深入、全面地进行，不断提出新理论、新技术，以满足不断发展的船舶行业的需求，为船舶的性能和效率提供更好的支持和保障。

以上就是对船舶轮缘推进装置驱动电机及控制方法的研究的综述和个人观点，希望对您有所帮助。

电机驱动技术在船舶运动控制中的应用

电机驱动技术在船舶运动控制中的应用船舶作为一种重要的交通工具，其运动控制是确保航行安全和运输效率的关键。

随着科技的不断发展和进步，电机驱动技术在船舶运动控制中的应用越来越广泛。

本文将重点探讨电机驱动技术在船舶运动控制中的应用，包括电机驱动系统的基本原理、电机类型及其优势、应用案例等。

一、电机驱动系统的基本原理船舶运动控制的基本原理是利用电机驱动系统实现对船舶的动力输出和运动控制。

电机驱动系统由电机、电力电子变换器、控制器等组成。

电机作为核心部件，通过电力电子变换器将电能转换为机械能，再通过控制器对其进行精确控制，从而实现船舶的运动控制。

二、电机类型及其优势1. 直流电机：直流电机具有转速范围广、起动扭矩大、转速调节范围宽等优点，适用于低速高扭矩的工况。

船舶在停靠、靠泊等低速工况下，直流电机能够提供足够的扭矩以保证安全和稳定性。

2. 交流感应电机：交流感应电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优势，广泛应用于船舶的动力传动系统中。

其适用于中低速运行工况，可满足大多数船舶运动控制的需求。

3. 无刷直流电机：无刷直流电机具有高效率、高功率密度、寿命长等优点，被广泛应用于新能源船舶等领域。

其在船舶运动控制中能够提供高效、可靠的动力输出。

三、电机驱动技术在船舶运动控制中的应用案例1. 船舶推进系统：电机驱动技术广泛应用于船舶推进系统中，通过电机驱动船舶螺旋桨，实现对船舶前进、后退、转向等运动的控制。

这一技术应用使得航行更加精确、平稳，提高了船舶的操控性和运输效率。

2. 船舶平衡系统：电机驱动技术在船舶平衡系统中起到关键作用。

例如，通过对电机的精确控制，可以实现对船舶的倾斜、抗浪等运动的平衡控制，使船舶在恶劣海况下保持稳定，保护货物和乘客的安全。

3. 载重船舶卸货系统：电机驱动技术在载重船舶卸货系统中应用广泛。

通过电机驱动卸货机械臂、输送带等设备，实现对货物的自动卸载和运输，提高了卸货效率和操作安全性。

4. 船舶辅助设备控制：电机驱动技术还广泛应用于船舶辅助设备控制中，如发电机组、压缩机、泵等设备。

关于船舶轴带发电机驱动和主机启停控制装置的相关探索

作者：江凯刘磊
作者机构：中海工业（江苏）有限公司,225211
出版物刊名：科学中国人
页码： 115-115页
年卷期： 2014年第12S期
主题词：轴带发电机主机启停控制装置一体化
摘要：随着我国经济的快速发展，船舶运输业的推广也越来越好，航运的发展与船舶设备性能之间的矛盾便显而易见。

自动化水平低、控制设备落后、占用空间大等问题在我国目前使用的船舶中依然存在，所以探索新的一体化系统是未来船舶发展的必经之路。

本文说明了轴带发电机在船舶上应用的原理，对现有轴带发电机驱动和主机启停控制装置的特点做出分析，研究了这两种功能结合为一体所形成的控制装置，同时研究了该装置所具备的传动效率高、结构紧凑、工作可靠等功能，在现实生活中具有一定的推广价值。

船舶机电一体化在船舶动力系统中的应用与研究

船舶机电一体化在船舶动力系统中的应用与研究摘要：随着科技的发展和航运业的不断进步，船舶机电一体化在船舶动力系统中的应用越来越受到关注和重视。

船舶作为一种重要的交通工具和运输平台，其动力系统的性能和可靠性对航行的安全和效率起着至关重要的作用。

本文主要阐述了船舶机电一体化的特点、船舶机电一体化的应用和研究在船舶动力系统中的重要性、船舶机电一体化在船舶动力系统中的应用，以供参考。

关键词：船舶机电一体化；船舶动力系统；应用1.船舶机电一体化的特点1.1效率提升船舶机电一体化的集成和优化能够提高船舶的效率。

通过整合各种机电设备和系统，实现资源的有效利用和能量的高效转换，从而提高船舶的动力性能和工作效率。

1.2自动化控制船舶机电一体化采用先进的自动化控制技术，能够实现对船舶动力系统的智能化监控和控制。

通过自动化控制，可以降低人工干预的需求，提高船舶的操作安全性和可靠性。

1.3综合管理船舶机电一体化将各个机电设备和系统进行综合管理，实现信息的共享和协调运行。

通过综合管理，可以实现船舶动力系统各个部分的协同工作，提高整体运行效果。

1.4可靠性增强船舶机电一体化的设计和集成能够提高船舶的系统可靠性。

通过采用冗余设计和故障检测与排除等技术手段，能够提高船舶动力系统的可用性和稳定性，降低故障发生的概率和对船舶运营的影响。

1.5环保节能船舶机电一体化在船舶动力系统中的应用能够减少能源的消耗和废气的排放，实现环保节能的目标。

通过智能控制和优化调度，能够降低船舶的燃油消耗和废气排放，减少对环境的污染。

2.船舶机电一体化的应用和研究在船舶动力系统中的重要性2.1提高船舶的效能和性能船舶作为一种特殊的运输工具，其动力系统的效能和性能对船舶的经济性和竞争力具有重要影响。

传统的船舶动力系统通常由独立的机械设备和电气设备组成，而船舶机电一体化可以将这些设备进行紧密集成，通过集成控制系统实现船舶动力系统的自动化控制和优化调整。

例如，通过集成控制系统对船舶的主机、发电机、推进器等设备进行统一控制和调节，可以实现动力系统的协同工作，提高船舶的运行效率和能源利用率。

智能制造装备业是待挖掘的“金矿”

面解决方案的能力。 ”卢秉恒介绍，智能制造装备是在装备数控化基础上提出的一种更先进、更能提高生产效率和制造精度的装备类型，主要分为智能机床和智能基础制造装备两大部分，具有感知、分析、推理、决策和控制功能。它可以将传感器及智能诊断和决策软件集成到装备中，使制造工艺能适应制造环境和制造过程的变化。然而，我国智能制造装备产业目前却仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段，各类装备的智能化发展程度不
【２】姜锦范．船舶电站及自动化［Ｍ］．大连：大连海事大学出
版社，２００６．
网频率、电压恒定的交流电。若需要设置主机盘车和慢转启动功能，则可以通过控制油泵排量大小分别实现，也可以设置主机３次试启动功能。如果主机需要减速停车，一种方式是再生制动，
的制造装备。同时，还要大力发展工艺优化与传感器研究，发展可国产化的传感器网络系统，开发适合制造装备的智
能数控系统。
“ 我国航空航天和军工企业受到进口制约，所以对高效优质的智能装备需求旺盛，这成为智能制造装备发展的动力之一。 ” 卢秉恒说，目前我国在一些重点产品研制方面有所突破，如研制成功智能压力机、重型数控镗铣床，并形
网脱开；然后接通电机１１和离合器１０，调大变量泵８的排量，加大油马达９的转速，使电机１１处于再
【５】方桂花，何晓刚．机床液压系统的高效节能措施［Ｊ］．机
床与液压，２００９，３７（３）：１９５—１９６．

船舶发电机主开关综合保护实验装置设计

船舶发电机主开关综合保护实验装置设计摘要船舶电站是船舶电力系统最重要的部分，而船舶发电机是船舶电站的核心，其运行状态决定了整个船舶电力系统的安全运行。

随着船舶电站逐渐智能化、大型化，船舶电站的负荷功率越来越大，对船舶发电机的要求也越来越高。

确保船舶主开关的安全、可靠、优质和经济运行是船舶建造和运营的基本任务之一。

因此，船舶发电机主开关综合保护装置尤为重要。

文章主要介绍船舶电力系统运行中可能出现的各种异常状态和故障，异常运行状态主要有过载、失压、欠压、逆功率等。

设计一套船舶主开关综合保护实验装置，用于发电机主开关的过载保护、失欠压保护、逆功率保护的综合实验。

采取有效措施避免异常运行状态的发生和准备一套异常运行状态发生时的应急处理措施。

当电力系统出现故障或发生不正常状态时，保护装置能迅速切断故障，保障船舶安全稳定运行。

关键词：船舶电站，发电机主开关，PLC，智能保护Ship power station is the most important part of ship power system and the guarantee of ship safe operation. Ship generator is the core of ship power station. Its operation state determines the operation of the whole ship power system. With the gradual intellectualization and large～scale of ship power station, the load power of ship power station is increasing, and the requirement of ship generator is becoming higher and higher. Therefore, the integrated protection device for the main switch of marine generator is particularly important. Ensuring the safe, reliable and economical operation of the main switch is one of the most basic tasks in ship construction and operation.This paper mainly introduces all kinds of abnormal states and faults that may occur in the operation of marine power system. The abnormal operation states mainly include overload, voltage loss, undervoltage, reverse power and so on. A set of experimental device for comprehensive protection of marine main switch is designed, which is used for comprehensive experiments of overload protection, undervoltage protection and reverse power protection of generator main switch. Take effective measures to avoid the occurrence of abnormal operation and prepare a set of emergency measures when abnormal operation occurs. When the power system fails or abnormal state occurs, the protection device can quickly cut off the fault and ensure the safe and stable operation of the ship.Key words：S hip power station，Generator main switch，PLC，Intelligent protection前言 (1)1. 船舶电站及发电机主开关介绍 (2)1.1 船舶电站 (2)1.2 船舶发电机主开关 (3)1.2.1 船舶发电机主开关的主要组成 (3)1.2.2 船舶发电机主开关的工作原理 (4)1.2.3 船舶发电机主开关的常见故障 (5)1.3 船舶发电机主开关综合保护装置的国内研究现状和趋势 (5)2.综合保护实验装置功能设计和介绍 (6)2.1 综合保护实验装置的功能介绍 (6)2.2 四种常见保护的原理 (6)2.2.1短路保护 (6)2.2.2逆功率保护 (7)2.2.3欠压保护 (7)2.2.4过载保护 (7)2.3 综合保护实验装置的功能设计 (8)2.3.1 短路保护设计 (8)2.3.2 逆功率保护设计 (9)2.3.3欠压保护设计 (10)2.3.4 过载保护设计 (11)3综合实验装置的软硬件设计 (13)3.1 综合实验装置的硬件设计 (13)3.2 综合实验装置的软件设计 (13)3.2.1上位PC机控制软件设计 (14)3.2.2单片机控制系统的软件设计 (14)3.2.3键盘显示单元程序设计 (16)结论与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)山东交通学院毕业设计（论文）前言现如今的社会正在飞速发展，船舶规模化和自动化程度的提高，越来越多的船用设备需要靠电力来维持运转，船舶电力系统变得越来越复杂，电能是船舶航行和日常维护的主要能源动力，如果供电中断，就会对船舶航行和作业造成严重后果。

一种新型的船用轴带发电机方案

⼀种新型的船⽤轴带发电机⽅案全世界范围内有超过100,000艘商船和25,000艘船舰在航⾏。

⽬前，全球90%的货物由船舶运载。

随着货物贸易的需求，船舶越来越往⼤型化发展。

⼤型船舶航⾏时，如果海况与船况⽐较良好，则主柴油机将有较⼤的功率储备没有得到充分的利⽤。

在这种情况下，使⽤轴带发电机供电给船上⽤电设备，经济性增强。

若在轴带发电机装置中加⼊变频器，则可以实现输出有功和⽆功功率的单独调节，提⾼船舶电站系统的功率因素，增加调节的灵活性和动、静态稳定性。

船舶的轴带系统有哪些优点呢？▷降低不可再⽣能源的消耗，节省柴油成本，同时提升主机⼯作效率▷降低柴油发电机的维护成本和⼈⼯成本▷降低主机室的噪⾳，提⾼⼯作环境的舒适度▷主机速度的60-100%的速度范围内，轴带电源系统可以提供稳定可靠的电压如上图，以前的船⽤轴带发电机基本上要求主机要恒速运转，这样轴发输出的频率是稳定的，才能和主⽹并⽹，对外输出电⼒。

但是这种⽅案对主机其实不是最佳的选择，主机即使在低负荷下也要输出⾼转速，效率低下，燃烧状况不良。

经过研究表明，主机转速能随着负荷变化⽽变化，这样才是⽐较好的⼀种选择，在低负荷下，主机能降低转速，⽽同时⼜能驱动轴发，在应急的情况下，主机紧急故障停车，轴带发电机⼜能从电⽹吸收功率，变成电动机驱动螺旋桨，应急回家，实现PTH的功能，实现船舶推进系统的冗余，可以拿到AP，或VP的船级社符号，这就要求新型的变频器来实现对轴发的控制。

如下图所⽰，AFE电⼒变频就可以实现这种功能要求，在前端有IGBT,在输出端同样也有IGBT的控制，AFE是共直流母线系统中的双向（可回馈能量）整流装置，可通过对三相电流检测量的计算得到有功电流分量和⽆功电流分量。

直流桥电压的给定值和检测量通过PI控制器，输出有功电流的参考量，再和实际值通过另⼀PI控制器，输出所需要的调制电压。

⽆功电流的参考值和实际值则通过PID控制器，得到所需要的输出频率参考值。

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ＷＥＩＪｉａｃｈｕ．ＸＩＥＹｏｎｇｈｅ
（１．ＺｈｅｊｉａｎｇＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｔｉｍｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｏｕｓｈａｎＺｈｅｊｉａｎｇ３１６０２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＺｈｅｊｉａｎｇＯｃｅａｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｏｕｓｈａｎＺｈｅｊｉａｎｇ３１６０００，Ｃｈｉｎａ）
关键词：轴带发电机；主机启停控制装置；一体化中图分类号：Ｕ６５５．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ３８８１（２０１３）４— ０３５—３
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓｆｏｒＳｈａｆｔＧｅｎｅｒａｔｏｒＤｒｉｖｉｎｇａｎｄＳｔａｒｔ．－ｓｔｏｐＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭａｉｎＥｎｇｉｎｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｔｈａｔｓｈａｆｔｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｏｎｓｈｉｐｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｄｅｖｉｃｅｓｆｏｒｓｈｆｔａｇｅｎｅｒａｔｏｒｄｉｖｒｉｎｇａｎｄｓｔａｒｔ — ｓｔｏｐｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍａｉｎｅｎｇｉｎｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｂｏｔｈａｂｏｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｗｉｔｈａｈｉｇｈｄｉｖｒｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｃｏｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｗｏｒｋｉｎｇｂｉａｌｉｔｙ，ｉｔｈａｓａｃｅｒｔａｉｎｐｏｐｕｌａｉｒｚａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｈａｆｔｇｅｎｅｒａｔｏｒ；Ｓｔａｒｔ — ｓｔｏｐｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅｏｆｍａｉｎｅｎｇｉｎｅ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
船舶主机一般都有１０％～１５％的功率储备，为了充分利用这一功率裕量，很多船舶采用了轴带发电机（以下简称轴发），以达到经济节能的目的。这是因为主机热效率高，且主要采用价格低廉的重油作为燃料，因而可以降低油耗和油费；航行时柴油发电机组不必运行，机舱内只需轴发运行发电，所以机舱温度和噪声较低。由于这些优点，轴发在船舶上的应用日益广泛，现代大型船舶其功率已达５００ｋＷ以上，高的甚至有上万千瓦。但大多数船舶采用的是定距浆，为适应航行过程中航速变化的需要，主机配用了转速可调的中、低速柴油机，当转速变化时，直联式轴发输出的交流电频率和电压将发生变化，会影响用电设备的正常工作，故需要设法维持轴发转速恒定或采取措施使输出频率和电压恒定。
船舶轴带发电机驱动和主机启停控制装置研究
韦家础，谢永和
（１．浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山３１６０２１；２．浙江海洋学院，浙江舟山３１６０００）
摘要：说明了船舶使用轴带发电机的原因，分析了现有轴带发电机驱动和主机启停控制装置的特点，研究了同时具备这两种功能的一体化控制装置。该装置传动效率高、结构紧凑、工作可靠，具有一定的推广价值。
２０１３年２月
机床与液压 Байду номын сангаас
ＭＡＣＨＩＮＥＴ０ＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ｆｅｂ．２０１３
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．４
第４１卷第４期
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．０４．０１０
保证Ｍ２发出的交流电频率恒定，再加上自动电压调节器ＡＶＲ的调节，能够维持电压恒定。这套系统能够给船舶电网提供恒频恒压的电能，但系统的构成环节较多，且能量经过交流电一直流电一交流电的多次转换，能量损失大。
１一主机
２一转速调节器３一可控整流装置