PDF《台达VFD-F系列变频器在船模动力定位系统试验中的应用》

台达VFD-F系列变频器在船模动力定位系统试验中的应用 Application of Delta VFD-F Series Inverter on the Dynamic Positioning System for Ship Model 广东工业大学自动化学院 黄华 王钦若 Huang Hua Wang Qinruo 摘要: 本文首先介绍了变频器、 风机和潜水搅拌机的工作原理, 然后详细分析了台达VFD-F 系列变频器的特点,并在船舶动力定位系统模型船试验中得到实际应用,最后对引进台达 VFD-F系列变频器前后的实验情况进行了全面的对比分析.

台达VFD-F系列变频器系统操作 简单,工作稳定,精度高,船舶动力定位系统实验取得了理想的效果. 关键词:台达 变频器 动力定位 Abstract: In this paper, we first introduces the working principle of the frequency converter、 the fan and the submersible mixe.Secondly, analyzes the characteristics of the Delta VFD-F series frequency converter in detail, and then presents the application of the Delta VFD-F series frequency converter in Dynamic Positioning System(DPS) for ship model testing. And finally we have compared the intronducing VFD-F series scheme with the previous patterns according to the results of the experiments.The testing results show that the Delta VFD-F series inverter system has the characteristics of simple operation and reliable running as well as high accuracy, etc. It has been well applied in the production of DPS. Key words:Delta Inverter Dynamic Positioning

1 引言 21世纪是海洋开发的新世纪,是发展海洋经济的新时代.海洋占地球面积的三分之二, 然而人类的开发活动至今却主要局限在占地球面积三分之一的陆地上. 人类必须面向海洋扩 大生存空间, 海洋可为人类提供生存物质和发展空间. 海洋是人类维持生存繁衍和社会实现 可持续发展的重要基地, 开发海洋、 发展海洋经济是整个人类生存和社会发展极为现实的必 由之路,是一项具有深远意义的战略行动.经过各国科学家的不断努力,人类已极大地增长 了对海洋的认识, 目前全球一个开发利用和保护海洋、 攻克海洋高新开发技术的世纪之潮已 经兴起,海洋经济已成为世界经济发展的新增长点,成为我们这个时代的特征[1] . 船舶动力定位(dynamic positioning,DP)系统是一种船舶位置闭环控制系统,在不借助 锚泊系统的情况下,利用船舶自身的动力抵抗外界干扰(风、浪、流),动态控制船舶停在某 确定位置或沿着一定的预定航迹行驶的技术[2] .随着人类向深海进军,动力定位系统 (dynamic positioning,DP)越来越广泛地应用于海上作业船舶(海洋考察船、半潜船等)、海上 平台(海洋钻井平台等)、水下潜器(ROV)和军用舰船(布雷舰、潜艇母船等).它一般由位置 测量系统,控制系统,推力系统三部分构成.位置测量系统(传感器)测量当前船位,控制器 根据测量船位与期望值的偏差,计算出抗拒环境干扰力(风、流、浪)使船舶恢复到期望位置 所需的推力, 推力系统进行能量管理并对各推力器的推力进行分配, 推力器产生的推力使船 (平台)在风流浪的干扰下保持设定的航向和船位[3] . 电力电子技术已经比较成熟的应用领域有:电源:包括恒压恒频电源、脉冲电源,高频 电源等;

电力传动:所用的电力电子变换器也是电源.如变压电源、变压变频电源等[4] .变 频器是在保证电机原有性能的情况下, 通过改变电机的供电频率和电压的方式, 实现电机转 速调节的现代电力电子设备[5] .风、浪、流产生的扰动力对船舶动力定位影响最大.通过变 频器控制风机和潜水搅拌机的转速, 产生不同强度风流浪, 实现对船模进行精确的定位实验. 技改前,风机和潜水搅拌机机没法实现精确的控制,严重影响实验效果.根据实验要求和对 变频器的性价对比,选择了台达风机水泵专用型变频器VFD-F系列控制风机和潜水搅拌机.