[实用新型]一种基于四象限运行的螺旋桨模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶动力装置，尤其涉及一种螺旋桨模拟装置。

背景技术

螺旋桨作为船舶动力系统中的重要设备，其设计、匹配的好坏直接影响到整条船的性能，为开展这方面的研究工作，目前对螺旋桨模拟多采用将其按比例缩小后放入一个水池中进行试验研究，这种装置设备庞大、费用昂贵，维护保养也不易，不适合小型研究及实验室教学使用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可模拟螺旋桨负载特性的螺旋桨模拟装置。

本实用新型的一种基于四象限运行的螺旋桨模拟装置，包括：上位机、PLC控制器、直流电机、可调节直流电机电枢电压和电枢电流的第一直流调速器、可调节直流电机励磁电流的第二直流调速器、用于检测该直流电机输出扭矩的扭矩传感器和用于检测该直流电机转速的转速传感器；上位机与PLC控制器双向通信连接；该PLC控制器的信号输出端分别与第一直流调速器的信号输入端和第二直流调速器的信号输入端电连接；第一直流调速器的输出端与该直流电机的电枢主回路电连接，第二直流调速器的输出端与该直流电机的励磁主回路电连接；扭矩传感器的信号输出端和转速传感器的信号输出端分别与PLC控制器的信号输入端电连接。

本实用新型能够模拟定距桨、调距桨模式下，不同工况、不同海况时的加速航行、减速航行、紧急倒航等螺旋桨负载特性，具有结构简单、运行可靠、控制灵活等优点。

附图说明

图1是本实用新型螺旋桨模拟装置一实施例的原理框图。

图2是根据本实用新型一实施例的螺旋桨模拟装置在应用于船舶动力试验平台时的示意图。

图3是根据本实用新型一实施例的第一直流调速器的原理图。

图4是根据本实用新型一实施例的第二直流调速器的原理图。

图5是根据本实用新型一实施例的上位机的原理框图。

图6是根据本实用新型一实施例的PLC控制器的原理框图。

图7是根据本实用新型一实施例的定距桨模式下的螺旋桨特性曲线示意图。

图8是根据本实用新型一实施例的定距桨模式下的螺旋桨模拟装置的主控制流程示意图。

图9是根据本实用新型一实施例的调距桨模式下的螺旋桨模拟装置的主控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。

参考图1至图4。根据本实用新型一实施例的基于四象限运行的螺旋桨模拟装置包括：上位机1、PLC控制器2、直流电机3、可调节直流电机电枢电压和电枢电流的第一直流调速器4、可调节直流电机励磁电流的第二直流调速器5、用于检测直流电机3的输出扭矩的扭矩传感器6、用于检测直流电机3的转速的转速传感器7、水电阻负载R1、第一切换电路和第二切换电路。

该螺旋桨模拟装置在应用于船舶动力试验平台时，如图2所示，主机81通过齿轮箱82与扭矩传感器6连接。

上位机1与PLC控制器2双向电连接。PLC控制器2的信号输出端分别与第一直流调速器4的信号输入端和第二直流调速器5的信号输入端电连接。第一直流调速器4的输出端与直流电机3的电枢主回路31电连接，第二直流调速器5的输出端与直流电机3的励磁主回路32电连接。扭矩传感器6的信号输出端和转速传感器7的信号输出端分别与PLC控制器2的信号输入端电连接。转速传感器7可采用光电编码器。在一种实施方式中，上位机1与PLC控制器2可通过PROFIBUS内部总线实现电连接，直流调速器4与直流调速器5之间也可通过PROFIBUS内部总线连接，实时传输数据信息。

第一切换电路的控制输入端和第二切换电路的控制输入端分别与PLC控制器2的信号输出端电连接。参考图3。第一切换电路由一接触器KM2组成，第二切换电路由一接触器KM3组成。接触器KM2设置在水电阻负载R1与直流电机3的电枢主回路31之间，用于选择性地使该水电阻负载R1与直流电机的电枢主回路31连接或断开；接触器KM3设置在第一直流调速器4的输出端与直流电机3的电枢主回路31之间，用于选择性地使该第一直流调速器4的输出端与直流电机的电枢主回路31连接或断开。在图3中，在接触器KM2、KM3与直流电机的电枢主回路之间还设有一电流检测装置91。