船舶发电机组负荷功率自动控制系统设计模板范本.docx

船舶发电机组负荷功率自动控制系统设计船舶发电机组的负荷性能测试，是船体制造过程中的一个重要环节。 相对于人工手动操作进行测试，采用模糊方式实现负荷功率的自动控 制，极大的促进了船舶制造工艺的自动化进程。本文介绍了盐水缸负 荷系统，阐述了盐水缸功率、水电阻负荷功率、电抗器功率的自动控 制系统设计。盐水缸是船舶发电机组在进行试验时常用的负荷设备，在进行负荷 试验时，往往会消耗大量的电能。如果能够将这部分电能利用在电网 中，就能够对大量的燃料消耗进行补偿。但是，这样做的前提条件是 需要一套复杂的变换设备，并且不能进行突加负荷试验。目前而言， 大多数船厂在进行复合型检测时，依然采用人工操作的方法。传统的 人工操作缺点在于用时长、数据不够准确。结合盐水缸的实际情况， 针对发电机组在试验过程中的电抗器和水电阻的负荷特点，使用模糊 控制的方法能够实现发电机组负荷功率的自动控制。而且，具有时间 短、超调量少、稳定性高的优点。盐水缸负荷系统盐水缸负荷系统由三个部分组成，分别是：PLC控制器、电抗器、 2个水电阻负荷缸。就国内的水电阻负荷缸而言，通常使用钢丝式的 结构，工作方式是水面不动，极板进行升降。这种方法在运行过程中 可靠性不好，极板的升降容易使机械传动结构发生故障。而本文中设计的盐水缸负荷系统采用气压储水式，即极板不动，通 过液位的高度调节，来改变极板与水电阻的接触面积，从而实现对电 流大小的控制。功率大小和电流大小是正相关的关系，所以控制电流 的大小，就能够控制负荷功率的大小。工作缸内布置有工作极板，储蓄缸里装满了盐水。当负荷需要增加 的时候，充气的电磁阀就会打开，向储备缸内充气。经过充气之后的 储备缸气压会增加，在气压的作用下，有一部分的水就会通过连接的 水管进入到工作缸内。正因为这个原因，增加了工作极板和盐水的接 触面积，从而增加了工作负荷。当负荷达到了工作要求后，就会停止 向工作缸内注水，于是极板和盐水的接触面积就会成为一个固定值, 从而促进负荷的稳定。如果想要减小负荷，储备缸上放气的电磁阀就 会打开，工作缸内的水面比储备缸的水面要高，盐水在重力的作用下 就会返回到储备缸里。于是，极板和水面的接触面积变小，促使荷载 下降。水电组负荷的调节具有延迟性，而且延迟时间和常数比较大，再加 上没有自动平衡的能力，工作干扰因素多，对象的模型不容易确定导 致可控性差。所以，使用传统的PID方法，在系统稳定的时候能够有 比较好的效果。但是，一旦负荷处于比较大的波动时，对系统的控制 就会产生麻烦。在这种情况下，选择使用模糊控制方法，能够克服系 统的非线性特性和时变特性，大大提高控制效果。电抗器的选用是TKS型可调式，它能够通过伺服电动机带动传动机 构，然后促使调压器的定子和转子产生一定的角度位移，从而改变电 抗器内部绕组的合成有效匝数。同时，会使电抗器的等值电阻发生变 化，在调节电抗阻值的同时，能够在一定的范围内实现调节无功电流 大小的目的，并且不会影响有功电流的调节。水电阻负荷功率自动控制系统的设计水电阻负荷的干扰因素多，变化大，想要实现系统的动态性能观测, 就可以使用二维模糊控制器。电流互感器在工作过程中，能够将实际的电流值从0到5A进行转 换。然后，通过电流变送器，将电流信号转换成为4 20mA信号，这 是PLC模拟输入模块能够识别的。模糊控制器通过PLC的编程来实现。模糊控制器通过将实际电流和给定电流进行比较后，得出偏差信号 e和变化率ec,将精确的输入数字转化为模糊的隶属函数，于是就会 把传感器的输入转换成知识库能够识别的变量。现场操作人员制定出 模糊规则，经过解开模糊的过程，就能实现对充气、放气电磁阀的开 关和脉冲时间的控制。于是，水电阻的大小得到调整，负荷电流的大 小和功率大小就能够得到有效控制。电抗器功率自动控制系统的设计电抗器的性质是线性电抗器，它的特点有三个：第一，不会造成电 源的波形发生畸变；第二，不会产生任何的电磁干扰；第三，不会被 电磁波所干扰。盐水缸功率自动控制系统的软件实现在监控界面中设定盐水缸的电流值，并且将其发送给控制器PLC, 就能够实现对盐水缸的电流值、液位进行实时监测，从而方便观察盐 水缸自动控制的效果。综上所述，在船舶发电机组负荷性能的测试中，针对水电阻负荷扰 动较大的特点，通过设计和计算采用模糊控制的方法能够减小超调量, 实现快速稳流的目标。采用控制电机来带动电抗器的传动结构，能够 准确地输出输入无功电流。在相关的实践中，这种方法显示出良好的 效果，值得推广使用。