船舶電力推進系統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、船舶當前航速、船舶額定推進功率、螺旋槳直徑、螺旋槳轉速、螺旋槳個數、螺旋槳及電機等回轉機構總轉動慣量、船舶推進器的效率、推進電機制動轉矩、船舶所處水域的水況(淡水或海水) 、船舶所處水域的水溫。設船舶總的動能為sW ， 可根據船型參數、 螺旋槳參數、設計速度和實際速度推出其值：

　　比較圖 2-圖 5，當制動系數減小時，螺旋槳制動時間增加，與上述理論分析一致：當螺旋槳制動時，控制驅動電機的電流反向，轉矩為負，使螺旋槳制動減速，螺旋槳推力減小，當螺旋槳轉速低于其拖槳轉速時，螺旋槳推力為負，進一步使船制動，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化成電能，產生制動回饋能量，直到螺旋槳轉速至零。制動系數越小，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，提供更高的制動力，加速船體制動，實現快速機動。這為制動單元回饋能量處理系統設計提供了重要理論依據，如制動電阻功率選擇，儲能電容容量選擇等。

　　5. 結論
  　 本文提出一種新的考慮船舶阻力損耗的船舶電力推進系統制動回饋能量的設計方法，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系統制動能量回饋模型及數字仿真系統，能夠較準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。