船舶电力推进系统制动回馈能量建模与分析(下)

      3. 船舶制动回馈能量模型
      由上述分析，提出影响船舶制动回馈能量的因素：船体长度、船体宽度、船体吃水深度、船体排水量、船舶最大航速、船舶当前航速、船舶额定推进功率、螺旋桨直径、螺旋桨转速、螺旋桨个数、螺旋桨及电机等回转机构总转动惯量、船舶推进器的效率、推进电机制动转矩、船舶所处水域的水况(淡水或海水) 、船舶所处水域的水温。设船舶总的动能为sW ， 可根据船型参数、 螺旋桨参数、设计速度和实际速度推出其值：

　　比较图 2-图 5，当制动系数减小时，螺旋桨制动时间增加，与上述理论分析一致：当螺旋桨制动时，控制驱动电机的电流反向，转矩为负，使螺旋桨制动减速，螺旋桨推力减小，当螺旋桨转速低于其拖桨转速时，螺旋桨推力为负，进一步使船制动，船体在本身阻力和制动力作用下，逐渐减速，本身阻力做功以热能形式损耗掉，制动力做功将船体动能转化成电能，产生制动回馈能量，直到螺旋桨转速至零。制动系数越小，制动时间越长，回馈能量值越大，但回馈功率越小;制动系数高，则螺旋桨制动时间短，回馈能量值小，但回馈功率高，螺旋桨可快速反转，提供更高的制动力，加速船体制动，实现快速机动。这为制动单元回馈能量处理系统设计提供了重要理论依据，如制动电阻功率选择，储能电容容量选择等。

　　5. 结论
  　 本文提出一种新的考虑船舶阻力损耗的船舶电力推进系统制动回馈能量的设计方法，提出影响制动回馈能量大小的多种影响因素，建立了船舶电力推进系统制动能量回馈模型及数字仿真系统，能够较准确计算出船舶制动过程中制动单元能量的回馈值，证明了其有效性。