技術領域

本發明涉及一種船舶燃燃聯合動力發電機組仿真裝置及仿真方法。

背景技術

目前，采用燃燃聯合動力裝置作為船舶綜合電力系統發電模塊的原動機，能夠有效地減少發電機及相關輔助設備的數量，從而減輕船舶總重量，大大降低船舶的全壽命周期費用。因此，掌握船舶燃燃聯合動力發電機組的動態運行特性，是設計開發性能可靠、運行穩定的機組控制系統的關鍵。傳統的計算機數字仿真雖然配置靈活，但對實際裝置及運行工況條件做了很多假設，精度上難以保證；而全物理試驗臺的造價及運行成本非常高，且試驗過程中存在很多風險。

發明內容

本發明是為了解決現有燃燃聯合動力發電機組的仿真精度低、試驗過程風險較高的問題，從而提供一種船舶燃燃聯合動力發電機組半物理仿真裝置及仿真方法。

船舶燃燃聯合動力發電機組半物理仿真裝置，它包括一號船舶燃氣輪機仿真機、二號船舶燃氣輪機仿真機、并車控制器仿真機和物理裝置實體；物理裝置實體包括一號電機驅動控制器、一號電動機、一號轉速扭矩儀、一號SSS離合器、二號電機驅動控制器、二號電動機、二號轉速扭矩儀、二號SSS離合器、并車齒輪箱和發電機；一號電機驅動控制器輸出驅動信號給一號電動機；一號電動機的輸出軸通過聯軸器與一號SSS離合器的輸入軸連接，一號轉速扭矩儀用于采集一號電動機的輸出轉速及負載扭矩，并將采集到的輸出轉速及負載扭矩反饋給一號電機驅動控制器；一號SSS離合器的輸出軸連接并車齒輪箱的一個輸入軸；

二號電機驅動控制器輸出驅動信號給一號電動機；二號電動機的輸出軸通過聯軸器與二號SSS離合器的輸入軸連接，二號轉速扭矩儀用于采集二號電動機的輸出轉速及負載扭矩，并將采集到的輸出轉速及負載扭矩反饋給二號電機驅動控制器；二號SSS離合器的輸出軸連接并車齒輪箱的另一個輸入軸；

并車齒輪箱用于將兩個輸入軸輸入的扭矩合并，該并車齒輪箱的輸出軸連接發電機的輸入軸；

一號船舶燃氣輪機仿真機和二號船舶燃氣輪機仿真機的結構完全相同，一號船舶燃氣輪機仿真機的數據輸出板卡的扭矩信號輸出端與一號電機驅動控制器的扭矩信號輸入端連接；二號船舶燃氣輪機仿真機的數據輸出板卡的扭矩信號輸出端與二號電機驅動控制器的扭矩信號輸入端連接；一號船舶燃氣輪機仿真機的船舶燃氣輪機仿真模型用于輸出動力渦輪扭矩值給一號船舶燃氣輪機仿真機的數據輸出板卡，還用于接收并車控制器仿真機通過接口板卡發出的一號船舶燃氣輪機仿真機的電動機負載功率值、轉速值和動力渦輪轉速設定值；二號船舶燃氣輪機仿真機的船舶燃氣輪機仿真模型用于輸出動力渦輪扭矩值給該仿真機的數據輸出板卡，還用于接收并車控制器仿真機通過接口板卡發出的二號船舶燃氣輪機仿真機的電動機負載功率值、轉速值和動力渦輪轉速設定值；

并車控制器仿真機包括并車控制器模型、一號數據采集卡和二號數據采集卡，一號數據采集卡的電動機轉速信號輸入端與一號轉速扭矩儀的轉速信號輸出端連接；一號數據采集卡的發電機負載扭矩信號輸入端與一號轉速扭矩儀的負載扭矩信號輸出端連接；二號數據采集卡的電動機轉速信號輸入端與二號轉速扭矩儀的轉速信號輸出端連接；二號數據采集卡的發電機負載扭矩信號輸入端與二號轉速扭矩儀的負載扭矩信號輸出端連接；并車控制器模型用于分別向一號船舶燃氣輪機仿真機的船舶燃氣輪機仿真模型和二號船舶燃氣輪機仿真機的船舶燃氣輪機仿真模型發出電動機負載功率值、轉速值和動力渦輪轉速設定值，還用于接收一號數據采集卡采集的一號電動機轉速值和發電機負載扭矩值，還用于接收二號數據采集卡采集的二號電動機轉速值和發電機負載扭矩值。

基于上述裝置的船舶燃燃聯合動力發電機組半物理仿真方法，它由以下步驟實現：

步驟一、并車控制器模型根據一號轉速扭矩儀采集的一號電動機的轉速和負載扭矩，獲得一號電動機的輸出功率N_l1；并車控制器模型根據二號轉速扭矩儀采集的二號電動機的轉速和負載扭矩，獲得二號電動機的輸出功率N_l2；并車控制器模型根據所述輸出功率N_l1、N_l2，向一號船舶燃氣輪機仿真機和二號船舶燃氣輪機仿真機的船舶燃氣輪機仿真模型輸出動力渦輪轉速設定值n_s1和n_s2。