一電力推進(jìn)系統(tǒng)概述

　　采用變頻器驅(qū)動(dòng)的艦船電力推進(jìn)系統(tǒng)因其調(diào)速范圍寬、驅(qū)動(dòng)力矩大、體積小、布局靈活、易于變向、易安裝、易維護(hù)、動(dòng)態(tài)性能好、振動(dòng)噪音小等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外軍民用電力推進(jìn)的重要分支。

　　通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)推進(jìn)電機(jī)及推進(jìn)變頻器的性能進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和科學(xué)的評(píng)價(jià)，并為科研、生產(chǎn)和質(zhì)檢提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，是艦船電力推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)工作。

二常規(guī)電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試方法

01進(jìn)口功率分析儀電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試解決方案

　　由于艦船電力推進(jìn)系統(tǒng)電壓高，電流大，常規(guī)測(cè)試方案采用一次傳感器加二次儀表的方式實(shí)現(xiàn)。一次傳感器通常采用霍爾電壓、電流傳感器，二次儀表通常采用進(jìn)口功率分析儀。

進(jìn)口功率分析儀電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試原理圖

02進(jìn)口功率分析儀電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試方案缺點(diǎn)

　　1、功率大，要求高可靠性，所以一般采用多相電機(jī)和變頻器，目前相數(shù)較多的可達(dá)十五相。一般功率分析儀只能滿(mǎn)足6相同步測(cè)量。

　　2、輸出基波頻率低，諧波含量高，一般功率分析儀在這種工況下的標(biāo)稱(chēng)測(cè)量精度較低，不能滿(mǎn)足試驗(yàn)的測(cè)試要求。

　　3、現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜，一般功率分析儀很難排除現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的影響，產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)的精度指標(biāo)難以有效發(fā)揮。

　　4、電壓較高，一般功率分析儀不能直接測(cè)量，而外接電壓傳感器(以L(fǎng)EM公司為代表)的帶寬、幅值精度和相位精度都不能滿(mǎn)足試驗(yàn)的測(cè)試要求。

　　5、基波頻率低，諧波頻率高，諧波次數(shù)大(以基波頻率為5Hz，開(kāi)關(guān)頻率2.5kHz為例，諧波主要集中在500次以上)，一般功率分析儀不能滿(mǎn)足高次諧波分析的要求。

　　6、電力推進(jìn)系統(tǒng)功率大，一次試驗(yàn)的成本高昂;批次小，試驗(yàn)過(guò)程往往帶有較強(qiáng)的研究性，試驗(yàn)流程往往不能全部固化。理想測(cè)試方案是對(duì)其原始數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的記錄，時(shí)候根據(jù)各種需求通過(guò)原始數(shù)據(jù)獲取需要的數(shù)據(jù)支撐。但進(jìn)口儀器一般不提供原始數(shù)據(jù)，導(dǎo)致大量的重復(fù)試驗(yàn)。

　　在上述各種因數(shù)的綜合影響之下，測(cè)量數(shù)據(jù)往往與實(shí)際情況有較大的偏差，某軍事院校在測(cè)試過(guò)程中就遇到了測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果大幅偏離的情況。

三銀河電氣電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)解決方案

　　某艦船電力推進(jìn)系統(tǒng)新型十五相感應(yīng)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)采用三臺(tái)WP4000變頻功率分析儀，三臺(tái)WP4000采用同步光纖實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量，前端測(cè)量采用15個(gè)SP變頻功率傳感器與WP4000通過(guò)光纖通訊，實(shí)現(xiàn)15相感應(yīng)電機(jī)所有電參量的同步測(cè)量。通過(guò)擴(kuò)展WP4000可滿(mǎn)足任意相數(shù)電機(jī)和變頻器的同步測(cè)試需要。

01WP4000電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試方案原理

WP4000測(cè)量某艦船推進(jìn)系統(tǒng)15相電機(jī)原理框圖

02WP4000電力推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試方案優(yōu)點(diǎn)

　　1、多臺(tái)功率分析儀之間采用同步光纖進(jìn)行同步，實(shí)現(xiàn)任意臺(tái)功率分析儀連接的所有傳感器的同步測(cè)量，可滿(mǎn)足任意相數(shù)電機(jī)和變頻器的同步測(cè)試需要。

　　2、在電力推進(jìn)系統(tǒng)工作的全頻段范圍內(nèi)，保持0.2%的系統(tǒng)精度。

　　3、前端數(shù)字化和光纖傳輸技術(shù)，切斷了電磁騷擾的主要傳播途徑，大幅度提升了電磁兼容性。

　　4、采用銀河電氣自主研發(fā)的變頻功率傳感器，在10kV電壓下仍能保持30kHz以上的帶寬，保持0.2%幅值精度及典型頻率下0.02°的相位誤差。(LEM公司電壓傳感器目前最高測(cè)試電壓為6400V，帶寬為700Hz，幅值精度為1%，未標(biāo)稱(chēng)重要的相位指標(biāo)。)

　　5、諧波分析只受帶寬的影響，不受諧波次數(shù)的影響，在基波頻率低至1Hz時(shí)，最高可分析至100，000次諧波。

　　6、記錄試驗(yàn)過(guò)程的全部原始數(shù)據(jù)，事后可通過(guò)原始數(shù)據(jù)完全再現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程，從再現(xiàn)過(guò)程中獲取希望了解的任何時(shí)刻的任何參數(shù)，避免重復(fù)試驗(yàn)，降低試驗(yàn)成本，提高試驗(yàn)效率。

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