船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)制動回饋能量建模與分析(下)

      3. 船舶制動回饋能量模型
      由上述分析，提出影響船舶制動回饋能量的因素：船體長度、船體寬度、船體吃水深度、船體排水量、船舶最大航速、船舶當(dāng)前航速、船舶額定推進(jìn)功率、螺旋槳直徑、螺旋槳轉(zhuǎn)速、螺旋槳個數(shù)、螺旋槳及電機(jī)等回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動慣量、船舶推進(jìn)器的效率、推進(jìn)電機(jī)制動轉(zhuǎn)矩、船舶所處水域的水況(淡水或海水) 、船舶所處水域的水溫。設(shè)船舶總的動能為sW ， 可根據(jù)船型參數(shù)、 螺旋槳參數(shù)、設(shè)計速度和實際速度推出其值：

　　比較圖 2-圖 5，當(dāng)制動系數(shù)減小時，螺旋槳制動時間增加，與上述理論分析一致：當(dāng)螺旋槳制動時，控制驅(qū)動電機(jī)的電流反向，轉(zhuǎn)矩為負(fù)，使螺旋槳制動減速，螺旋槳推力減小，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)速低于其拖槳轉(zhuǎn)速時，螺旋槳推力為負(fù)，進(jìn)一步使船制動，船體在本身阻力和制動力作用下，逐漸減速，本身阻力做功以熱能形式損耗掉，制動力做功將船體動能轉(zhuǎn)化成電能，產(chǎn)生制動回饋能量，直到螺旋槳轉(zhuǎn)速至零。制動系數(shù)越小，制動時間越長，回饋能量值越大，但回饋功率越小;制動系數(shù)高，則螺旋槳制動時間短，回饋能量值小，但回饋功率高，螺旋槳可快速反轉(zhuǎn)，提供更高的制動力，加速船體制動，實現(xiàn)快速機(jī)動。這為制動單元回饋能量處理系統(tǒng)設(shè)計提供了重要理論依據(jù)，如制動電阻功率選擇，儲能電容容量選擇等。

　　5. 結(jié)論
  　 本文提出一種新的考慮船舶阻力損耗的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)制動回饋能量的設(shè)計方法，提出影響制動回饋能量大小的多種影響因素，建立了船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)制動能量回饋模型及數(shù)字仿真系統(tǒng)，能夠較準(zhǔn)確計算出船舶制動過程中制動單元能量的回饋值，證明了其有效性。