船舶电力推进系统电机用高耐浸渍漆漆包线的研发,船舶电力推进系统电机用高耐浸渍漆漆包线 页

　　工程技术（建筑） 水电建设 7 2017 年 年 5 5 月 第 第 7 17 卷· 75 · 基于 PLC 的太阳能休闲游钓船电力推进系统研发 栾 剑 张永兴 李小龙 大连海洋大学航海与船舶工程学院，辽宁 大连 116023 摘要：近年来，由于电力推进的船舶具有经济性好，噪音低、振动小，可提高船舶的机动性和操纵性，机舱布置灵活，安全性好，有利于船舶控制环境污染等优点，从而得到广泛应用。利用太阳能作为电能来源在陆上已得到了广泛的应用，但由于太阳能转换效率偏低，能量供应不足以及电能贮存比较困难，因此太阳能在大中型船舶上的应用受到限制。而对于风景区的休闲游钓船，太阳能发电...

　　工程技术（建筑） 水电建设 7 2017 年 年 5 5 月 第 第 7 17 卷 75 基于 PLC 的太阳能休闲游钓船电力推进系统研发 栾 剑 张永兴 李小龙 大连海洋大学航海与船舶工程学院，辽宁 大连 116023 摘要：近年来，由于电力推进的船舶具有经济性好，噪音低、振动小，可提高船舶的机动性和操纵性，机舱布置灵活，安全性好，有利于船舶控制环境污染等优点，从而得到广泛应用。利用太阳能作为电能来源在陆上已得到了广泛的应用，但由于太阳能转换效率偏低，能量供应不足以及电能贮存比较困难，因此太阳能在大中型船舶上的应用受到限制。而对于风景区的休闲游钓船，太阳能发电加上锂电池蓄能基本能够满足船舶用电的需求。船舶电力推进和太阳能技术的结合，是旅游船舶的发展方向。本文主要就对基于 PLC 的太阳能休闲游钓船电力推进系统相关方面进行分析和探讨。 关键词：PLC；太阳能休闲游钓船；电力推进系统 中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2017）17-0075-01 1 太阳能休闲游钓船电力系统设计要求 电力系统不仅要保证休闲游钓船正常的生活用电和动力用电，同时还要协调好锂电池与太阳能电池组之间的关系，在天气条件允许的条件下，尽可能的使用太阳能，提高新能源的利用率，保证休闲游钓船的续航性要求。1）太阳能休闲游钓船电力系统应满足休闲游钓船的整船用电需求，包括动力用电及生活用电需求；2）制定合理的能量管理策略，优化锂电池与太阳能电池的匹配，在满足条件下充分利用太阳能；3）根据锂电池的特性，合理使用锂电池，保证锂电池工作在合理的充放电区间，延长使用寿命；4）调配好太阳能控制器，使太阳能电池组工作在最大功率点附近，提高太阳能效率；5）确保各能量源的输出电压低于设计的最高限值，保证船上各设备的安全性。 2 基于 C PLC 的综合电力推进系统研发 2.1 太阳能休闲游钓船能量管理系统设计 太阳能休闲游钓船的能量管理系统是整船运行的最基本保障，用太阳能代替传统的化石燃料需要解决一系列问题。整船电力系统的稳定性、电源的质量、太阳能发电效率、续航能力、储能效率等，都需要在实际应用中得到解决。在研究太阳能电力推进系统之前，必须先开发出先进的太阳能休闲游钓船能量管理系统，合理分配各个能量源，提高太阳能的利用率。 传统的能量管理控制策略是根据各个能量源的特点，设置固定的闽值，这样每个能量源就可以在规定的适用范围内安全运行。在整个系统中，各个能量源本身不是独立存在的，设备与设备之间存在着一定的关系。只有通过能量管理系统合理匹配、控制这些能量源，整船电力系统才能更加稳定、有效地运行，增加太阳能休闲游钓船的续航能力。根据太阳能休闲游钓船能量管理设计要求，提出能量管理策略：当太阳能电池的发电量可以满足休闲游钓船的用电需求时，充分利用太阳能；在太阳能电池供电不足时，锂电池作为补充能源联合太阳能电池共同为负载供电；当太阳能电池无法供电时，使用锂电池单独为休闲游钓船供电；当遇到极端环境太阳能和锂电池都无法提供电能时，开启岸用充电器为休闲游钓船充电，保障船华体会舶的航行需求。 该太阳能休闲游钓船属游艇船型，设计有两套电力推进系统。一套系统中，电源组合是由一组岸电、一组 4KW 太阳能电板以及三组 48V200AH 锂电池组组成。能量管理及充放电切换装置控制锂电池的充放电过程。负载为推进电机、生活用电区域的空调负载以及各种插座负载供电。汇流排中间的开关可以使左右两边相互供电或者单独供电。 推进电机是 7.5KW 交流电机，它是利用交流电来激励并产生磁场的电动机，用于实现机械能和交流电能相互转换。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器，因此结构简单，制造方便，比较牢固，性价比高，常用于小型船舶电力推进系统中。太阳能休闲游钓船的其他负载较少，一般设有 24V的照明灯和装饰灯、探照灯、驾驶台设备等。220V 电源主要用于空调、电视音响及各种插座等。 系统采用 PLC 为控制核心的控制系统，实现船舶能量的管理，完成各设备的数据采集、蓄电池组的切换、太阳能充电切换等功能。在此，PLC 选用西门子公司的 S7－300，CPU为 315－2DP；根据实际需求，PLC 模块包括了 1 个数字量输入模块、1 个数字量输出模块、一个以太网模块和一个AnybusCAN/DP 模块，各个模块之间通过总线 系统能量控制系统构成图 该系统工作过程是把电池组、太阳能发电模块、电力推进系统所需采集和监控的数据通过 CAN 总线送入 PLC，同时也把电池组充放电状态反馈给 PLC；以上数据经 PLC 程序处理后，通过 PLC 输出控制电源切换接触器，实现电源充放电管理以及电池组的切换，实现太阳能休闲游钓船电站的电能供给的可靠性、经济性以及提高续航能力。 2.2 功能的实现 2.2.1 太阳能充电切换程序的设计 根据太阳能休闲游钓船的特点以及上述系统的设计，太阳能能量应该充分储存。当控制系统检测到一组电池充满电时，就会产生充电电池组切换指令；与此同时，备用充电电池组的充电允许条件也会相应被检测。当充电条件满足时，PLC 便会发出切换指令。 2.2.2 蓄电池组放电切换程序的设计 根据太阳能休闲游钓船（双推进器）的状况，采用向每个推进器分别供电的设计方案；在两箱电池不能同时充电或放电的原则下，在触摸屏中设置了具有手动和自动的管理功能。手动方式时，太阳能控制器可以设置给任何一组电池充电，也可以设置任何一组电池给推进系统供电。自动方式时，根据采集的数据，单体电压最高的电池组给推进系统供电，而太阳能控制器给单体电压最低的电池组充电；当放电电池组单体最低电压低于 3.0V 时，进行切换，切换至其他两组中单体电压最高的一组电池进行供电。同时，为了在推进系统工作切换时冲击电流最小，设置有切换电阻。 3 结语 该太阳能游钓船运行中本系统性能稳定，满足船舶航行要求。该控制系统实际运行结果表明：所研发的能量动态管理和控制系统，能实现太阳能源利用的最大化以及提高电池的使用效率，解决了太阳能休闲游钓船续航能力差的难题，并应用总线和网络控制技术，开发了全数字监控系统，提高了船舶的操纵性能。 参考文献 [1]于金良.太阳能游览船舶能量管理控制技术研究[D].集美大学,2013. [2]李丹.基于 DSP的太阳能游览船舶能量管理系统研发[D].集美大学,2014. [3]陈晓彬.太阳能游览船舶动力锂电池组的故障诊断研究[D].集美大学,2016.