CN113551917A - 一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台及试验方法，燃气轮机都通过SSS离合器、扭矩仪和联轴器与齿轮箱轴连接，进而通过联轴器和扭矩仪单独或联合驱动水力测功器、电涡轮测功器与发电机进而为蓄电池充电。其中多轴齿轮箱包括并车齿轮箱通过联轴器、电磁离合器、支撑、扭矩仪以及联轴器与跨接齿轮箱连接。本发明能够实现燃气轮机单独或协同驱动电力测功机和电涡轮测功机，使得系统在不同的工况下都有良好的运行特性。同时增设了蓄电池，提高了试验台的灵活性，提高了能量利用率。

Description

一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台及试验方法

技术领域

本发明涉及的是一种燃气轮机试验台及试验方法，具体地说是燃气轮机半物理试验台及试验方法。

背景技术

伴随着全球石油储备的逐渐下降，以及全球排放法规的逐渐严格，绿色交通成为大势所趋。目前，汽车行业的发展方向正在从燃油车向混合动力车辆和新能源车辆倾斜，汽车已经在逐渐绿色化。在船舶行业，航运业也在逐渐向绿色低排放转型，许多船东都在寻求一种低改装成本、低运行成本、低维护成本的新型动力方式。但新型动力模式没有经过试验与调试无法预知其实际效果，所以需要进行实验来验证其可靠性。

但直接对系统进行联合试车的全物理试验不仅存在高成本、高风险的问题,而且还增加了损坏及其控制系统的风险。因此,可以借助仿真技术降低试验风险、节省成本,同时可以提高试验效率。目前常用的仿真技术主要分为数字仿真、半物理仿真以及物理仿真。数字仿真是使用数学手段对系统特性进行抽象化，并在计算机上对数学模型进行试验研究和验证的过程。半物理仿真就是对研究系统的某些部分建立数学模型例如控制模型,有些部分用实物或物理模型代替,并把它们连接形成仿真回路进行试验的过程。物理仿真就是对研究系统全部采用物理模型或实物,并把它们连接形成仿真回路进行试验的过程。在数学仿真中，部分系统难以精确建模，并且在仿真中忽略了噪声等干扰，精度不高。在纯物理仿真中，实际试验前进行的工作较多且试验装备，但其需进行大量的设备制造、安装及调试等工作,结构复杂,造价高昂,模型难以重用,通用性不强。半物理仿真避免了物理仿真中成本高、通用性不强的问题,同时又比数字仿真更接近于实际、仿真置信度高,在控制系统的研制过程中得到越来越多的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供适应多种不同工况，更加多能化和全面化的一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台及试验方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，其特征是：包括第一-第三仿真燃气轮机、蓄电池、电涡轮测功器、水力测功器、发电机、第一-第二并车齿轮箱、跨接齿轮箱，电涡轮测功器连接第一扭矩仪并连接第一并车齿轮箱，第一仿真燃气轮机、第一SSS离合器、第二扭矩仪依次相连并连接第一并车齿轮箱，水力测功器连接第三扭矩仪并连接第二并车齿轮箱，蓄电池、发电机、第一电磁离合器依次相连并连接第二并车齿轮箱，第二仿真燃气轮机、第三SSS离合器、第五扭矩仪依次相连并连接第二并车齿轮箱，第三仿真燃气轮机、第二SSS离合器、第四扭矩仪依次相连并连接第一并车齿轮箱，第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器依次相连，第六扭矩仪连接跨接齿轮箱，第二电磁离合器连接第一并车齿轮箱，第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器依次相连，第七扭矩仪连接跨接齿轮箱，第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱。

本发明一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括单桨推进模式：

所述机械推进模式包括：单机单桨推进模式、双机单桨联合推进模式、三机单桨联合推进模式、单桨推进辅助发电模式；

(1)单机单桨推进模式：第一仿真燃气轮机处于运行状态，第一SSS离合器闭合，其他离合器全断开，通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；

(2)双机单桨联合推进模式：第一仿真燃气轮机和第二仿真燃气轮机处于运行状态，第一、第三SSS离合器闭合，其他离合器全断开，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱连接再通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连再通过第一扭矩仪连接电涡轮测功器；

(3)三机单桨联合推进模式：三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱连接再通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪连接电涡轮测功器；第三仿真燃气轮机通过第四扭矩仪与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪与电涡轮测功器相连；

(4)单桨推进辅助发电模式：以上三种推进模式中，通过第二并车齿轮箱、和第一电磁离合器连接发电机发电，发出的电能储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

本发明一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括双桨推进模式：

所述双桨推进模式包括：单机双桨推进模式、双机双桨联合推进模式、三机双桨联合推进模式、双桨推进辅助发电模式。

(1)单机双桨推进模式：第一仿真燃气轮机处于运行状态，第一SSS离合器闭合，其他离合器全断开，通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(2)双机双桨联合推进模式：第一仿真燃气轮机和第二仿真燃气轮机处于运行状态，第一、第三SSS离合器闭合，其他离合器全断开，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第三扭矩仪驱动水力测功器，第二路通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；

(3)三机双桨联合推进模式：三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第三扭矩仪驱动水力测功器，第二路通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第三仿真燃气轮机通过第四扭矩仪与第一并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(4)双桨推进辅助发电模式：以上三种机械推进模式都可以分出一部分功率通过并车齿轮箱、联轴器和电磁离合器辅助发电机发电，发出的电能可以储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

本发明一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括电力推进模式：

所述电力推进模式包括：蓄电池供电推进模式和实验室供电推进模式

(1)蓄电池供电推进模式：蓄电池带动仿真燃气轮机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第三燃气轮机通过第四扭矩仪连接第一并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，另一路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪到达跨接齿轮箱，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(2)实验室供电推进模式：实验室电源带动电动机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第三燃气轮机通过第四扭矩仪连接第一并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，另一路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪到达跨接齿轮箱，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器。

本发明的优势在于：

1.本发明功率覆盖区间广，能够满足船舶全工况的动力要求，具有明显的优势如下：燃气轮机的单机功率高、运行可靠、结构简单、紧凑、起动快、自动化程度高，可以综合利用余热，大幅度提高能源利用率。电动机可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载。可以软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动。可靠性好、噪声低、震动小，运行平滑。采用水力测功器和电涡轮测功器可通过测控装置进行功率反馈，吸收并传递动力机械的输出功率，提高能源利用率。。

2.发电机作为负载接受混合动力装置的功率输出，对外发电能并将一部分电能存储在蓄电池中进行备用。蓄电池可以作为孤立系统的能源池驱动系统中的电动机进行工作，亦可作为船舶储备能源，实现能源的高效利用与自产自用。

3.试验台的控制系统包括安全保护系统、1号上位机、2号上位机、水力测功驱动仪和远程I/O通讯模块。1号上位机负责在自动模式中进行工作，将原动机与控制器相连，各数据将通过板卡进行输入输出。2号上位机负责在手动模式下进行工作。2号上位机通过DP通讯与I/O接口进行通讯，通过CAN通讯与水力测功器和电涡轮测功器进行通讯。两种方法都可以对系统进行控制，容错率高。安全保护系统包括转速限制、扭矩限制、滑油压力限制、滑油温度限制、传动轴在X方向和Y方向上的振动限制。在运行时，上位机会根据上述限制判断当前的运行状态是否安全，若超出限制，将会采取紧急制动，安全保障性好。

4.试验台监测控制系统包括数据处理仿真机、执行机构控制系统、上位机和安防检测器(检测试验台的烟气、水电状态)。本发明的监测控制系统不仅可以监测控制试验台的各个部件，而且可以检测试验台的烟气、水电状态，全方位的保障了实验的精准性和实验人员的安全性。

5.所描述有多种运行模式。可以满足船舶在不同工况下的动力输出。在低工况时，选用单台燃气轮机作为原动机进行动力输出可以取得较高的效率。在中工况时，可以选用辅助发电模式。在高工况时，可以选用双燃气轮机联合进行动力输出。在满工况时，选用三燃气轮机联合进行动力输出。在不同的工况下选用不同的动力组合，使得功率匹配更加合理。使试验台更加的多能化和全面化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的试验台监测控制系统示意图；

图3为本发明的试验台控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-3，本发明一种带数据通讯控制系统的柴燃电混联式船舶混合动力试验台，包括1#仿真燃气轮机1、蓄电池2、电涡轮测功器3、SSS离合器4a、4b、4c，水力测功器5，发电机6，扭矩仪7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g，电磁离合器8a、8b、8c，支撑9a、9b，3#仿真燃气轮机10,2#仿真燃气轮机11，联轴器12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i，并车齿轮箱13、14，跨接齿轮箱15。其连接关系为：1#仿真燃气轮机通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。3#燃气轮机通过扭矩仪7d、联轴器12e连接并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，另一路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a扭矩仪7f、联轴器12h到达跨接齿轮箱，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c联轴器12g连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。

参加图2，试验台监测控制系统包括，数据处理仿真机16、执行机构控制系统、上位机17和安防检测器24(检测试验台的烟气、水电状态)。

试验台数据处理仿真机功能包括从控制器模型到原动机模型进而实时求解计算，并且可以进行数据采集和数据输出。

执行机构控制系统包括1号电动机1、2号电动机11、3号电动机10、发电机6、电涡轮测功器3和水力测功器5以及1#电机变频器18、2#电机变频器19、3#电机变频器20、发电机控制器21、水力测功机控制器23和电涡轮测功器控制器22。其功能是监测控制上述机器，把转速扭矩信号通过数据传输网络传输到数据处理仿真机16，并且通过TCP/IP、串口通讯等把信号传输到上位机17。

上位机18功能包括数据显示分析、方案设计、过程监控以及模型建立，就是对数据处理仿真机和执行机构控制系统的数据进行分析、监控和研究。

参见图3，试验台试验台控制逻辑示意图，其中，上位机17可以控制切换自动模式和手动模式并且通过远程I/O通讯模块监测控制：环境温度、轴X方向振动、扭矩仪转速、扭矩仪扭矩、轴Y方向振动、燃机、电机转速、燃机、电机扭矩、离合器滑油温度、离合器滑油压力、SSS离合器滑移距离、齿轮箱滑油温度、齿轮箱滑油压力、电机风扇启停、燃机、电机启停、燃气轮机供油、电机变频器设定。并且通过判断转速限制、扭矩限制、滑油压力、滑油温度、轴X振动、轴Y振动来决定是否采取紧急制动。上位机也通过CAN通讯来监测控制水力测功器和电涡轮测功器，包括水力测功机转速、水力测功机扭矩、电涡轮测功器转速、电涡轮测功器扭矩、运行模式和扭矩设定。

本发明提供一种多燃气轮机并车装置半物理仿真试验方法：仿真燃气轮机的工作模式包括单桨推进模式：

所述机械推进模式包括：单机单桨推进模式、双机单桨联合推进模式、三机单桨联合推进模式、单桨推进辅助发电模式。

(1)单机单桨推进模式:1#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a闭合，其他离合器全断开，通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。

(2)双机单桨联合推进模式:1#仿真燃气轮机和2#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a、4c闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h与并车齿轮箱连接再通过联轴器12g、电磁离合器8c、支撑9b、扭矩仪7g、联轴器12i与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12h、扭矩仪7f、支撑9a、电磁离合器8b、联轴器12f与并车齿轮箱相连再通过联轴器12a扭矩仪7a连接电涡轮测功器。

(3)三机单桨联合推进模式:三台仿真燃气轮机均处于运行状态，SSS离合器4a、4b、4c均闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h与并车齿轮箱连接再通过联轴器12g、电磁离合器8c、支撑9b、扭矩仪7g、联轴器12i与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12h、扭矩仪7f、支撑9a、电磁离合器8b、联轴器12f与并车齿轮箱相连再通过联轴器12a扭矩仪7a连接电涡轮测功器。3#仿真燃气轮机通过扭矩仪7d、联轴器12e与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12a、扭矩仪7a与电涡轮测功器相连。

(4)单桨推进辅助发电模式:以上三种机械推进模式都可以分出一部分功率通过并车齿轮箱、联轴器12d和电磁离合器8a辅助发电机发电，发出的电能可以储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

本发明提供一种多燃气轮机并车装置半物理仿真试验方法：仿真燃气轮机的工作模式包括双桨推进模式：

所述双桨推进模式包括：单机双桨推进模式、双机双桨联合推进模式、三机双桨联合推进模式、双桨推进辅助发电模式。

(1)单机双桨推进模式:1#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a闭合，其他离合器全断开，通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。第二路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a、扭矩仪7f、联轴器12h与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c、联轴器12g与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。

(2)双机双桨联合推进模式:1#仿真燃气轮机和2#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a、4c闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a闭合，其他离合器全断开，通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。第二路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a、扭矩仪7f、联轴器12h与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c、联轴器12g与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h与并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器，第二路通过联轴器12g、电磁离合器8c、支撑9b、扭矩仪7g、联轴器12i与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12h、扭矩仪7f、支撑9a、电磁离合器8b、联轴器12f与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。

(3)三机双桨联合推进模式:三台仿真燃气轮机均处于运行状态，SSS离合器4a、4b、4c均闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机和2#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a、4c闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机处于运行状态，SSS离合器4a闭合，其他离合器全断开，通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。第二路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a、扭矩仪7f、联轴器12h与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c、联轴器12g与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h与并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器，第二路通过联轴器12g、电磁离合器8c、支撑9b、扭矩仪7g、联轴器12i与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12h、扭矩仪7f、支撑9a、电磁离合器8b、联轴器12f与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器。3#仿真燃气轮机通过扭矩仪7d、联轴器12e与并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，第二路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a、扭矩仪7f、联轴器12h与跨接齿轮箱相连，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c、联轴器12g与并车齿轮箱相连，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。

(4)双桨推进辅助发电模式:以上三种机械推进模式都可以分出一部分功率通过并车齿轮箱、联轴器12d和电磁离合器8a辅助发电机发电，发出的电能可以储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

本发明提供一种多燃气轮机并车装置半物理仿真试验台：仿真燃气轮机的工作模式包括电力推进模式：

所述电力推进模式包括：蓄电池供电推进模式和实验室供电推进模式

(1)蓄电池供电推进模式:蓄电池SOC充足，带动仿真燃气轮机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，SSS离合器4a、4b、4c均闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。3#燃气轮机通过扭矩仪7d、联轴器12e连接并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，另一路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a扭矩仪7f、联轴器12h到达跨接齿轮箱，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c联轴器12g连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。

(2)实验室供电推进模式:实验室电源带动电动机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，SSS离合器4a、4b、4c均闭合，其他离合器全断开，1#仿真燃气轮机通过扭矩仪7b和联轴器12b与并车齿轮箱连接，再与联轴器12a连接，通过扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，2#仿真燃气轮机通过扭矩仪7e、联轴器12h连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。3#燃气轮机通过扭矩仪7d、联轴器12e连接并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过联轴器12a、扭矩仪7a驱动电涡轮测功器，另一路通过联轴器12f、电磁离合器8b、支撑9a扭矩仪7f、联轴器12h到达跨接齿轮箱，再通过联轴器12i、扭矩仪7g、支撑9b、电磁离合器8c联轴器12g连接并车齿轮箱，再通过联轴器12c、扭矩仪7c驱动水力测功器。

Claims (4)

1.一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，其特征是：包括第一-第三仿真燃气轮机、蓄电池、电涡轮测功器、水力测功器、发电机、第一-第二并车齿轮箱、跨接齿轮箱，电涡轮测功器连接第一扭矩仪并连接第一并车齿轮箱，第一仿真燃气轮机、第一SSS离合器、第二扭矩仪依次相连并连接第一并车齿轮箱，水力测功器连接第三扭矩仪并连接第二并车齿轮箱，蓄电池、发电机、第一电磁离合器依次相连并连接第二并车齿轮箱，第二仿真燃气轮机、第三SSS离合器、第五扭矩仪依次相连并连接第二并车齿轮箱，第三仿真燃气轮机、第二SSS离合器、第四扭矩仪依次相连并连接第一并车齿轮箱，第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器依次相连，第六扭矩仪连接跨接齿轮箱，第二电磁离合器连接第一并车齿轮箱，第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器依次相连，第七扭矩仪连接跨接齿轮箱，第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱。

2.一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括单桨推进模式：

所述机械推进模式包括：单机单桨推进模式、双机单桨联合推进模式、三机单桨联合推进模式、单桨推进辅助发电模式；

(1)单机单桨推进模式：第一仿真燃气轮机处于运行状态，第一SSS离合器闭合，其他离合器全断开，通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；

(2)双机单桨联合推进模式：第一仿真燃气轮机和第二仿真燃气轮机处于运行状态，第一、第三SSS离合器闭合，其他离合器全断开，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱连接再通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连再通过第一扭矩仪连接电涡轮测功器；

(3)三机单桨联合推进模式：三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱连接再通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪连接电涡轮测功器；第三仿真燃气轮机通过第四扭矩仪与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪与电涡轮测功器相连；

(4)单桨推进辅助发电模式：以上三种推进模式中，通过第二并车齿轮箱、和第一电磁离合器连接发电机发电，发出的电能储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

3.一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括双桨推进模式：

所述双桨推进模式包括：单机双桨推进模式、双机双桨联合推进模式、三机双桨联合推进模式、双桨推进辅助发电模式。

(1)单机双桨推进模式：第一仿真燃气轮机处于运行状态，第一SSS离合器闭合，其他离合器全断开，通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(2)双机双桨联合推进模式：第一仿真燃气轮机和第二仿真燃气轮机处于运行状态，第一、第三SSS离合器闭合，其他离合器全断开，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第三扭矩仪驱动水力测功器，第二路通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；

(3)三机双桨联合推进模式：三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪与第二并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第三扭矩仪驱动水力测功器，第二路通过第三电磁离合器、第二支撑、第七扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第六扭矩仪、第一支撑、第二电磁离合器与第一并车齿轮箱相连，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第三仿真燃气轮机通过第四扭矩仪与第一并车齿轮箱相连，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，第二路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪与跨接齿轮箱相连，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器与第二并车齿轮箱相连，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(4)双桨推进辅助发电模式：以上三种机械推进模式都可以分出一部分功率通过并车齿轮箱、联轴器和电磁离合器辅助发电机发电，发出的电能可以储存到蓄电池中，为试验台用电设备或电动机供电。

4.一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：燃气轮机的工作模式包括电力推进模式：

所述电力推进模式包括：蓄电池供电推进模式和实验室供电推进模式

(1)蓄电池供电推进模式：蓄电池带动仿真燃气轮机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第三燃气轮机通过第四扭矩仪连接第一并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，另一路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪到达跨接齿轮箱，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；

(2)实验室供电推进模式：实验室电源带动电动机处于运行状态，三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一-第三SSS离合器均闭合，第一仿真燃气轮机通过第二扭矩仪与第一并车齿轮箱连接，再通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器；第二仿真燃气轮机通过第五扭矩仪连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器；第三燃气轮机通过第四扭矩仪连接第一并车齿轮箱，此时动力分成两路，第一路通过第一扭矩仪驱动电涡轮测功器，另一路通过第二电磁离合器、第一支撑、第六扭矩仪到达跨接齿轮箱，再通过第七扭矩仪、第二支撑、第三电磁离合器连接第二并车齿轮箱，再通过第三扭矩仪驱动水力测功器。

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