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风浪影响下大型邮轮电力推进系统操纵特性仿真
| 论文题名： | 风浪影响下大型邮轮电力推进系统操纵特性仿真 |
| 关键词： | 电力推进系统;变频调速系统;船舶操纵;风浪干扰;电机负载 |
| 摘要： | 大型邮轮推进动力多采用电力推进系统，其作为整艘邮轮的动力源泉，具有功率大、集成度高的特点，在设计邮轮的电力推进系统时，需考虑其在各工况下所能发挥出的性能，但某些重要工况难以通过实验实际测量，此时可通过仿真的方法探究大型邮轮电力推进系统在这些工况下的性能变化。 本文以一艘Vista级大型邮轮为基础，分析了各关键子系统的构成及运行原理，根据其原理建立数学模型，依托于MATLAB/Simulink软件，建立了各子系统的仿真模型，主要包括发电机组、变压器、变频器、吊舱推进器、邮轮操纵以及风浪干扰模型。研究了三相同步电机的直接转矩变频控制方法，并将其推广到六相同步电机，建立了推进电机的控制模型。根据分离建模思想，分析了采用双吊舱推进器的大型邮轮受力情况，建立了邮轮的操纵模型，同时加入了风浪的干扰模块，以使模型更接近实船运行环境，随后根据邮轮稳态运行数据对操纵模型进行了验证。 根据电力推进系统的运行原理，综合各子系统模型，建立了大型邮轮电力推进系统的仿真模型。利用该模型，研究了邮轮在进行回转操纵实验和Z形操纵实验时，邮轮各方向受力及力矩的变化，给出了发电机组、推进电机的频率、功率、转矩等基本性能参数变化曲线，同时给出了避免转弯时电机负载波动过大的解决方案。随后通过改变邮轮航行时的风浪等级进行仿真，研究了风浪对电力推进系统运行的影响，结果表明风浪主要影响邮轮的航行姿态，当风浪过大时容易使邮轮失稳，风浪还会通过影响螺旋桨的负载转矩来影响船舶电力系统的稳定，需对邮轮的运营航线进行规划，避免邮轮遭遇影响安全的极端海况。 |
| 作者： | 卢贤续 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 丁宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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