文档介绍：攀枝花学院本科(论文)
[交流变频调速技术在船舶航行控制系统中的应用]
摘要
摘要:本文介绍了利用交流变调速技术在舰船航行控制系统的应用。介绍了以Inte18751单片机为核心,辅相应的外转硬件电路,实现对交流电机变频器的输出频率和三相输出相序实时控制,从而最终实现对船舶航行姿态的监控,这种控制方式结构简单,控制方便,性能良好,是一种非常适应于中、小型船舶的电力拖动推进系统。
关键词: 交流变调速技术 单片机航行控制
ABSTRACT
When constant work in sine signal excitation voltage, current, the response is with the same frequency excitation signal, the sine response and frequency relations, namely for frequency characteristics. It is used phasor forms work function to said. In electrical engineering and electronics engineering, it is often required in a sure frequency sine excitation signal functions under, obtains a certain output voltage amplitude, relative to the input voltage phase difference within the scope of certain and continuous tunable response (output) signals. This is achieved by regulating circuit device parameters to realize, usually with RC phase work to realize...
Keywords :AC variable frequency technology PLC Navigation console
引言
船舶航行动力推进主要有两大类。
机械传输推进系统和电力拖动推进系统。
其中采用电力拖动推进系统的船舶,因其噪音低、污染小、机动灵活,操作方便,易于维修,故多用于供游人参观游览航行在江面或湖面的游艇、游船。
由于受电力电子技术发展的约束,时期的电力推进系统的动力源均采用直流电源,随着电子控制技术发展与大功率晶体管的诞生,采用交流电力的船用推进系统已经成为现实。
采用分立元件组成的模拟控制电力推进系统,存在诸如设计周期长、连接线路多,焊点多,安装调试复杂以及不宜维修等一系列问题,并且控制精度不高,响应时间慢。引入单片机数字控制的交流变频调速电力推进系统,不但克服了模拟控制系统所存在的诸多问题,并且控制性能优于模拟控制系统。
系统简介
系统的设计思路
本系统采用船舶自身的柴油发电机组输出的50HZ、AC380V交流电作动力源,由Inte18751单片机为核心,辅以相应的控制程序,来遥控2台交流变频调速器的输出频率和相序,分别驱动船舶的左右异步电动机带动各自的螺旋桨旋转,通过左、右螺旋桨之转向和转速的不同组合,实现船舶作不同速度的前进、后退和转向等各种航行动作,并对船舶在航行过程中的主要参数进行实时监控,对螺旋桨转速同时采用指针仪表和LED数码管动态跟踪显示。对电力推进系统运行中所出现的异常情况及时进行声光报警,以提醒船舶操作人员注意,必要时可以实现自动关机、以确保船舶的航行安全。
如果控制系统出现故障时,可以通过操作控制台的工况选择开关、应急操纵旋钮以及备用舵来操作船舶航行。
交流变频器的工作原理
一般交流变频器均采用AC-DC-AC的工作原理,即工频交流电压经不可控整流和滤波后变成直流电,利用脉宽调制技术(SPWM),以便函获得不同频率的输出电压波形,来驱动不同场合的负载,满足不同的技术条件。
单片机控制的船舶用交流电力推进系统的组成
单片机控制的船用交流电力推进系统框图如图1所示
船舶自备柴油发电机组为整个船舶提供电力和船舶航行的动力。航行控制台根据船舶航行操作指令遥控1#变频器、2#变频器的输出频率和输出相序,再由变频器分别控制左、右交流异步电动机的转速和转向,交流异步电动机通过连轴器同步带动左、右辊旋桨旋转。船舶和各种航行状态就是靠左、右螺旋桨的旋转状态的不同组合来实现的。
船舶的航行状态是由航行控制台实时控制,其具体的控制过程是由船舶航行操作人员通过航行控制台的操作