隨著全球能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,船舶營運(yùn)過程中排放的有害氣體引起了廣泛關(guān)注,國際海事組織（IMO）及沿海國政府要求新造船舶必須滿足節(jié)能減排的要求。船舶推進(jìn)系統(tǒng)是船舶的主要能耗單元,為船舶航行提供動(dòng)力需求和安全保障,是船舶最為核心的組成部分。由于電力電子技術(shù)及新能源技術(shù)的發(fā)展,船舶推進(jìn)系統(tǒng)正由單一的柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)逐漸向混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)方向發(fā)展。較以往船舶推進(jìn)系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)時(shí)只考慮最大功率匹配而不考慮環(huán)保性要求,柴電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)即能滿足船舶動(dòng)力性需求,又能滿足船舶環(huán)保性需求,更有利于船舶智能化發(fā)展的需要。船舶推進(jìn)系統(tǒng)方案選型評估,涉及眾多指標(biāo)分析及多種評估方法的綜合使用,計(jì)算過程復(fù)雜,用編程語言VB.NET開發(fā)針對柴電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的方案評估系統(tǒng)能夠大大提升工作效率。本文以科考船“浙漁科2”為研究對象,對比柴油機(jī)動(dòng)力和電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng),重點(diǎn)對動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)保性能等展開研究,突出柴電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)作為科考船推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)勢。（1）本文根據(jù)船舶推進(jìn)系統(tǒng)特點(diǎn)運(yùn)用MATLAB/Simulink分別搭建柴油機(jī)簡化模型、電機(jī)模型及四象限船槳運(yùn)動(dòng)模型。對柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)性能進(jìn)行仿真,通... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

船舶推進(jìn)系統(tǒng)船-機(jī)-槳能量傳遞圖

工作原理：柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)可以聯(lián)合推進(jìn)，亦可單獨(dú)推進(jìn)。其中發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)交流異步電機(jī)，可以從電網(wǎng)吸收功率做電動(dòng)機(jī)使用（Power Take In）為船舶航行提供動(dòng)力，也可以從柴油機(jī)吸收功率做發(fā)電機(jī)使用（PowerTakeOff），將柴油機(jī)多余的功率轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，提高燃油的利用率。優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳直接采用機(jī)械連接，能量以機(jī)械能、扭矩的形式“硬合成”，保持了較高的能量利用率，且電機(jī)功率相對串聯(lián)系統(tǒng)比主機(jī)功率小很多，減小成本開支。缺點(diǎn)：柴油機(jī)與螺旋槳之間通過軸系連接，負(fù)載與原動(dòng)機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速需要進(jìn)行匹配，柴油機(jī)最佳工作點(diǎn)受到限制。柴電混合動(dòng)力并聯(lián)式推進(jìn)系統(tǒng)較串聯(lián)式推進(jìn)系統(tǒng)能夠同時(shí)兼顧柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)、能夠靈活多變的根據(jù)不同工況及時(shí)提供所需的動(dòng)力形式，因此廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代船舶推進(jìn)裝置中，主要有以下四種形式：（1）柴油機(jī)單獨(dú)運(yùn)行 當(dāng)混合動(dòng)力船舶全速航行時(shí)，具有較大的功率需求時(shí)，有利于主柴油機(jī)運(yùn)行于最佳工況點(diǎn)，主柴油機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)提供船舶航行所需的動(dòng)力，圖 2-3 為柴油機(jī)單獨(dú)運(yùn)行模式圖。電動(dòng)機(jī)

圖 2-4 柴電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行模式圖（3）軸帶發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行（PTO） 當(dāng)混合動(dòng)力船舶穩(wěn)定運(yùn)行，功率需求較小時(shí)，柴油機(jī)降功率運(yùn)行，柴油機(jī)運(yùn)行將偏離最佳工況點(diǎn)，此時(shí)運(yùn)行效率降低，運(yùn)行 PTO 模式能夠使柴油機(jī)始終運(yùn)行在最佳工況點(diǎn)，提高柴油機(jī)的燃油利用率，圖 2-5 為 PTO 運(yùn)行模式圖。柴油機(jī)發(fā)電機(jī)變頻器GG蓄電池配主板電圖 2-5 柴電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng) PTO 運(yùn)行模式圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3539110