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史贵昌:船舶海水泵变频技术应用研究
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船舶海水泵变频技术应用研究
史贵昌
(上海海程船舶设备有限公司,上海200063)
摘要变频技末作为电力电子技术发展的产物,在农业、エ业驱动控制领城有着广泛的应用前景。该文
通过引入变频技术的定义,以已经出现的海水泵变频节能系统为例,分祈实現变频调速的几种形式,详期阐述
了船舶海水泵的变调速过程及原理,并在总结当前应用系统的基础上,提出可行的更新方案
关词变频调速节能中央冷却系统海水泵
中图分类号U64
文献标志码A
Application of Frequency Conversion Technology to Marine Pumps
SHI Gui-chang
( Shanghai Haicheng Marine Equipment Co, Ltd, Shanghai 200063, China>
Abstract Frequency conversion technology as the product of the development of power e-
lectronics has been widely used in the field of agriculture, industrial drive control. Througl
introducing the definition of frequency conversion technology, to take sea water pump fre
quency conversion energy saving system as an example, analysis several arrangement forms of
frequency control of motor speed, and describe ship seawater purnp variable frequency speed
regulation process and principle in detail. After the summary of current application systems
proposed data analysis control method
Keywords Frequency conversion Energy saving Central cooling system
Sea water pum
0引言
频调速。绿色环保也已不再是船舶建造过程中较新
的议题;无论是通过燃烧低硫轻油或LNG,还是在
众所周知,传统船舶海水泵在选型时以海水温船舶尾气处理技术上均有了长足的进步。同理,通
度32℃为设计温度,而在实际航行时极少海域能够过在运行过程中变频调速,实现节能减排,也不失为
达到该温度,且海水泵始终以工频恒速运行。显然,一良策,具有很好的发展前景。
当船舶航行在不同海域,或者主机在不同的负载下,
因此,现结合市场上出现的海水泵节能系统
海水泵的冷却能力存在大量冗余。这不仅在某种程ES( Energy Saving System)进行详细分析。完整
度上对海水泵电机本身造成一定不利影响,而且会解读变频技术在海水泵变频中的应用设计,并提出
大幅增加船舶运输成本。
改进建议。
随着电力电子技术迅猛发展,变颍技术已逐渐
变频技术简介
应用于各行各业,许多机械为了满足运行及生产工
艺的要求,如车辆、电梯、机床、空调等,均实现了变
变频控制技术的基本原理;将交流电的电源频
率变换为较低频率的交流电,用改变供电频率的方
作者筒介:史贵昌(1989一),男,中海樂运甲类三管轮,从事泊法来週节电动机的转速,并且满足一定的转距要求
轮情气、变颏节能等系统技术服务工作。
由电机学原理可知,异步电动机的转速和转差
万方数据
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燈船技术2016年第3期(总第331期)
率分别为
速过程中,从高速到低速都可以保持有限的转差功
60/p(1ー5)
(1)率,因而具有高效率、宽范围和高精度的调速性能,
s=(fーf1)/f
(2
是现有异步电动机调速方法中最有前途的一种方
式中:f为电动机定子频率;p为定子的极对数;f1法。按照控制方法来分类,目前的交流异步电机变
为转子频率。
频谰速电源主要有脉沖宽度调制型和矢量控制型
从式(1)、(2)可以看出,改变极对数か、改变转两种。
差率s和调节频率f均可以调速。异步电动机的调
脉冲宽度型(又称PWM型)变频器的基本工作
速方法主要有以下几种。
原理:通过整流器将工频交流电整流成直流电,经过
(1)变极调速:利用YD系列笼型异步电动机中间环节再由逆变器逆变成频率可调的交流电,供
的绕组接线方式变换,可改变该电动机的极对数,实电给交流电动机。
现阶跃式的转速调节,其调速范固限定在2~4级。
异步电动机矢量控制方式的特征从原理上来
(2)电磁转差离合器调速:该调速系统主要由说,就是把交流电动机解析成直流电动机一样的转
晶闸管整流电源、电磁转差离合器和异步电动机三矩发生机构,按照磁场和其正交电流的积等于转矩
大部分组成。通过改变晶闻管的控制角可以方便地这一最基本的原理,将异步电动机的数学模型转化
改变直流输出电压的大小,实现电动机的调速
为类似于直流电机的数学模型,在经过了转化的异
(3)转子串电阻调速:在绕线式异步电动机的步电机数学模型的基础上.,模仿直流电机控制的
转子回路中串接电阻,可改变电动机的机械特性,并种高性能的控制方法。
随电阻值的增大而变软。如果负载为恒定值,则电
本文仅针对船角中央冷却系统海水泵变频调速
动机的转速将随机械特性的改变而变化。由于调速进行讨论。
运行过程中有电能消耗于外接的电阻器中,所以也
2变频节能系统安装类型
不宜长期低速运行
(4)变频调速:变频调速就是通过改变电动机
对海水泵引入变频系统可以有四种类型,如图
定子供电频率以改变同步转速来实现调速的。在调1所示
形式1船舶配电板
形式2船配电板
形式3船舶配电板
形式4船舶配电板
AC
AC
AC
440
爻频
变频
泵型制圈
器
器
力开因
图1ESS系统安装布图
1型:最常见ESS配置类型,旁通模式下工频启频运行,并通过程序实现备用泵控制启动
动,并带有泵智能控制部分,实现备用泵的启动控
4型:和2型相似,只不过旁通模式下的控制
制,从而使中央冷却系统更加稳定
以嵌人船舶其他控制系统,具有相应的连接端口
2型:除了变频模式启动,还可以通过人工遥控
启动停止。可以通过船舶自动控制系统实现旁飧3变频模式
式下的备用泵启动。
本文将以1型为例,详细介绍变频模式的功能
3型:完全通过变频器实现泵的工频运行和变及特点。图2为海水泵的变频控制方案
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