变频调速技术在船舶电力拖动中的应用分析

王健

摘要：在现代科学技术飞速发展的时代，变频调速技术的应用不但能整合机械设备动力提高船舶电力拖动系统工作效率，更能为船舶切实节约能源，节约大量人力资源和物料资源，推动船舶电力拖动系统工作顺利高效开展。本文章首先对变频调速技术与船舶电力拖动相关进行了简单概述，其次对变频调速技术在船舶电力拖动中的优势进行了分析，最后针对变频调速技术在船舶电力拖动具体的应用进行了研究。

关键词：变频调速技术;速度调节技术;船舶电力拖动;船舶推动

引言：船舶电力拖动系统工作中只有合理运用变频调功技术，才能实现将繁琐复杂的工作通过变频调速轻松解决，为船舶电力拖动系统工作节约大量人力资源、物料资源以及运行能源，全面提高船舶电力拖动系统工作效率，大大提升船舶电力拖动系统工作质量，为船舶电力拖动系统工作健康稳定开展提供保障。未来的船舶电力拖动系统工作要想实现高效利用机械设备动力，那么变频调速技术的应用是不可或缺的。

一、变频调速技术与船舶电力拖动相关概述

既往的高性能可调速系统均采用直流电机，交流电机多用于简单调速运动以及不变速传动，直至高效交流变频器产生后，交流笼型电机才进入可调速视野，并在短时间内在可调速传动中获得广泛使用[1]。与传统运行方式不同，采用变频调速方式对电动机进行控制可以使电机在启动过程中具有较大的启动转矩，快速实现转速上升;稳定运行状态下负载发生变化，调速系统可以及时响应变化调整供电使系统较快恢复稳定状态;根据不同的负载状态，变频调速可以实现较优的能量控制，节能减耗;此外作为当前主流的调速技术，对其控制方法的研究也取得了较多成果，其优越的性能被应用到了各个领域中[2]。

二、变频调速技术在船舶电力拖动应用的优势

变频调速技术在船舶电力拖动系统中应用有着许多优势，首先结合了变频调速技术的船舶电力拖动系统，配合可编辑逻辑控制设备可以实现自动变频速度调控。其次，通过变频调速技术与自动化技术结合可以实现智能实时监测电路中的电流情况，实时监测船舶电力拖动系统内的电流数据。并且，变频调速技术与物联网一同构建电力拖动系统数据信息监控系统可以采集电力拖动系统运行过程中产生的相关有效数据信息，进行快速的归类和运算。最后，变频调速技术的具有着适配性强的特点，结合可编辑逻辑控制器存的多种适配型号，能够对不同型号的机械电力拖动系统控制装置进行适配。

三、变频调速技术在船舶电力拖动具体的应用

（一）传感器自动变频调速

船舶电力拖动系统运行过程中，往往系统各部分以及各阶段的电力拖动需要的动力各不相同，并且随着电力拖动系统当中的各项因素改变需要的动力也在随之改变。结合了变频调速技术的船舶电力拖动系统，可以通过作用力传感器，配合可编辑逻辑控制设备来进行自动变频速度调控。除此之外，通过变频调速技术与船舶电力拖动系统的结合，还可以通过能源传感器对剩余能源进行感应。按照时间序列遵循等幅、不等宽原理将正弦曲线所产生的电压和电流接近正弦波，进而消除谐波分量，有效提高控制效果，具有良好调速性能[3]。如果剩余能源达到低能源标准就适当进行自动变频速度调控，使电力拖动工作相较于正常模式更加节约能源。同时，在变频调速技术与船舶电力拖动系统的结合中，还可以通过速度传感器感应船舶行进的速度，如果行进速度较高，容易发生事故，就会通过电力拖动系统进行调频减速处理，反之则进行加速处理。最后，船舶电力拖动系统当中变频调速技术的使用还可以结合风速传感器，通过对于船舱外各部风速的感应，来控制风帆等调速设备，以保证船舶拖动系统整体健康稳定运行。

（二）船舶输电线路智能监测

在船舶电力拖动系统当中，最重要的部分之一便是船舶电机当中的输电线路。以往的船舶电力拖动系统当中往往使用熔断式保险丝或者空气开关来保障船舶电力拖动系统输电安全，在发生电路短路时熔断式保险丝由于自身熔点低，电流过大线路发热时保险丝就会自行熔断，将电路截断，避免出现线路高温导致的意外火灾。但发生短路情况后，保险丝作为消耗品还需要船舶电力拖动系统维护工作进行及时的更换，并且在更换过程中也是存在触电安全隐患的。另外一种则是空气开关，也叫做空气断路器，在电路中电流过大发生过载现象时，空气开关就会自动断开电路，以保障电路安全。但空气开关也需要定时进行开关操作，不然其中产生的静电会干扰空气开关的运行，产生安全隐患。而通过船舶电力拖动中变频调速技术与自动化技术结合就可以实现智能实时监测电路中的电流情况，只需要串联一个电流传感器即可，船舶电力拖动系统的中央处理器便可以实时监测船舶电力拖动系统内的电流数据，在发生短路或过载时对相关区域的电路进行断路处理，以保障输电安全。

（三）远程信息监测技术应用

信息时代背景下，结合了变频调速技术和物联网技术的智能现场监控系统，能够构建远程船舶电力拖动系统信息监控系统。物联网系统所对应的远程现场数据信息监控系统，将检测结果通过物联网传输至监控数据采集系统覆盖下的远程设备。通过物联网技术，控制自动化装置运行智能现场监控系统，由系统自动进行傳感器的运行以及数据采集，在数据采集完成之后，物联网系统就会自动归纳整理有效的电力拖动系统监控数据资料。若存在发生多个可调度指令集同时占用同一预控制段时，则优先选择该预控制段对应指令合集节点后续指令耗时最长的指令合集，在此计算环节引入均衡逻辑算法，可有效解决逻辑空位问题[4]。结合变频调速技术手段，电力拖动系统数据信息监控系统可以采集电力拖动系统运行过程中产生的相关有效数据信息，并且由物联网络终端对采集的原始数据进行快速的归类和运算，将结果反馈给电力拖动系统控制者，以便于电力拖动系统控制工作者对于电力拖动系统数据进行实时跟踪，精准变频调控。

（四）变频调速技术装置适配

由于变频调速技术的具有着适配性强的特点，又因为可编辑逻辑控制器存在着多种适配型号，能够对不同型号的机械电力拖动系统控制装置进行适配。并且还可以根据不同船舶机械电力拖动系统控制装置的不同需求，进行可编辑逻辑控制器的个性化定制，通过不同的可编辑逻辑控制器与船舶机械电力拖动系统控制装置的适配，来满足不同的船舶机械电力拖动系统控制装备需求。使得变频调速技术结合可编辑逻辑控制器能够在船舶机械电力拖动系统控制装置当中，充分发挥出自身的各种优势，满足船舶机械电力拖动系统控制装置的运行需求。并且当机械电力拖动系统当中的控制装置运行发生宕机或者错误的情况时，由于提前预留了备用传输路径，通过变频调速技术就可以进行自动的变频速度调控，将运行的问题及时解决，以保证机械电力拖动系统控制装置能够正常运行，避免宕机或者错误。

结束语：综上所述，变频调速技术的应用不但能整合机械设备动力提高船舶电力拖动工作效率，更能为船舶切实节约能源，节约大量人力资源和物料资源，为船舶电力拖动工作健康稳定开展提供保障。未来的船舶电力拖动工作要想实现高效利用机械设备动力，那么变频调速技术的应用是不可或缺的。

参考文献：

[1]陈欣荣.变频调速技术在船舶起重机械中的应用研究[J].中华建设，2019（03）：148-149.

[2]李英帅. 基于多相异步电动机的船舶电力推进系统研究[D].哈尔滨工程大学，2019.

[3]齐晓华，文辉.基于交流变频调速的船舶起重机负载均衡控制[J].舰船科学技术，2018，40（10）：190-192.

[4]闫洪猛.交流变频调速技术下船舶起重机械负载均衡处理[J].舰船科学技术，2019，41（18）：211-213.