WO2023274185A1 - 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

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 Download PDF

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WO2023274185A1
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torque meter
coupling
gas turbine
gearbox
parallel
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王志涛
李健
明亮
李淑英
马佳毅
关天皓
骆嘉凡
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哈尔滨工程大学
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine test bench and a test method, in particular to a gas turbine semi-physical simulation test bench and a test method.
  • the purpose of the present invention is to provide a semi-physical simulation test bench and test method for a gas turbine multi-machine paralleling device that is more versatile and comprehensive and adaptable to various working conditions.
  • the present invention proposes a semi-physical simulation test bench for a gas turbine multi-machine paralleling device, including a first simulated gas turbine, a third simulated gas turbine, a storage battery, an electric turbine dynamometer, a hydraulic dynamometer, a generator, and a first parallel gearbox , the second parallel gearbox and the bridge gearbox, the electric turbine dynamometer is connected to the first torque meter and connected to the first parallel gearbox, the first simulated gas turbine, the first SSS clutch, and the second torque meter are connected and connected in sequence
  • the first parallel gearbox, the hydraulic dynamometer is connected to the third torque meter and the second parallel gearbox, the battery, generator, and the first electromagnetic clutch are connected in sequence and connected to the second parallel gearbox, the second simulated gas turbine,
  • the third SSS clutch and the fifth torque meter are connected sequentially and connected to the second parallel gearbox, the third simulated gas turbine, the second SSS clutch, and the fourth torque meter are connected sequentially and connected to the first parallel gearbox,
  • the present invention proposes a semi-physical simulation test method for a gas turbine multi-machine paralleling device.
  • the working mode of the gas turbine includes a single-blade propulsion mode:
  • the single-propeller propulsion mode includes: a single-machine single-propeller propulsion mode, a two-machine single-propeller joint propulsion mode, a three-machine single-propeller joint propulsion mode, and a single-propeller auxiliary power generation mode; wherein:
  • the first simulated gas turbine, the second simulated gas turbine, and the third simulated gas turbine are all in operation, the first SSS clutch and the third SSS clutch are closed, and the first simulated gas turbine passes the second torque
  • the instrument is connected with the first parallel gearbox, and then drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter, and the second simulated gas turbine is connected with the second parallel gearbox through the fifth torque meter, and then passes through the third electromagnetic clutch, the second support ,
  • the seventh torque meter is connected to the bridge gearbox, and then connected to the first parallel gearbox through the sixth torque meter, the first support, and the second electromagnetic clutch, and then connected to the electric turbine dynamometer through the first torque meter;
  • the three-simulation gas turbine is connected to the first parallel gearbox through the fourth torque meter, and then connected to the electric turbine dynamometer through the first torque meter;
  • Single propulsion auxiliary power generation mode among the above three propulsion modes of single propulsion single propulsion mode, dual propulsion single propulsion joint propulsion mode and three propulsion single propulsion joint propulsion mode, through the second parallel gearbox and the first electromagnetic clutch Connect the generator to generate electricity, and the generated electric energy is stored in the battery to supply power for the electric equipment or motor of the test bench.
  • the invention proposes a semi-physical simulation test method for a gas turbine multi-machine paralleling device, which is characterized in that: the working mode of the gas turbine includes a double propulsion mode, and the double propulsion mode includes: a single machine double propulsion mode, a double machine double propulsion mode Propulsion mode, combined propulsion mode of three engines and two propellers, and auxiliary power generation mode of propulsion by two propellers; among them:
  • the power is divided into two paths, the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter, the second path is connected with the bridge gearbox through the second electromagnetic clutch, the first support, and the sixth torque meter, and then through the seventh The torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch are connected with the second parallel gearbox, and then the hydraulic dynamometer is driven by the third torque meter;
  • the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter, and the second path passes through the second electromagnetic clutch, the first support, the sixth torque meter and the
  • the bridge gearbox is connected, and then connected with the second parallel gearbox through the seventh torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch, and then the hydraulic dynamometer is driven through the third torque meter;
  • the second simulated gas turbine passes the fifth torque
  • the instrument is connected with the second parallel gear box, and the power is divided into two paths at this time, the first path drives the hydraulic dynamometer through the third torque meter, and the second path passes through the third electromagnetic clutch, the second support, the seventh torque meter and the straddle connected to the gearbox, and then connected to the first parallel gearbox through the sixth torque meter, the first support, and the second electromagnetic clutch, and then driven by the first torque meter to drive the electric turbine dynamometer;
  • the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter, and the second path passes through the second electromagnetic clutch, the first support, the sixth torque meter and the The bridge gearbox is connected, and then connected with the second parallel gearbox through the seventh torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch, and then the hydraulic dynamometer is driven through the third torque meter; the second simulated gas turbine passes the fifth torque
  • the instrument is connected with the second parallel gear box, and the power is divided into two paths at this time, the first path drives the hydraulic dynamometer through the third torque meter, and the second path passes through the third electromagnetic clutch, the second support, the seventh torque meter and the straddle connected to the gearbox, and then connected to the first parallel gear box through the sixth torque meter, the first support, and the second electromagnetic clutch, and then drive the electric turbine dynamometer through the first torque meter; the third simulated gas turbine passes the fourth torque
  • the instrument is connected with the first parallel gear box.
  • the power is divided into two paths.
  • the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter
  • the second path passes through the second electromagnetic clutch, the first support, the sixth torque meter and
  • the bridge gearbox is connected, and then connected with the second parallel gearbox through the seventh torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch, and then the hydraulic dynamometer is driven through the third torque meter;
  • Two-propeller propulsion auxiliary power generation mode the above single-machine two-propeller propulsion mode, two-machine two-propeller joint propulsion mode, three-machine two-propeller joint propulsion mode and three double-propeller propulsion modes can separate part of the power through the corresponding parallel vehicle
  • the gearbox, coupling and electromagnetic clutch assist the generator to generate electricity, and the generated electric energy can be stored in the battery to supply power for the electric equipment or the motor of the test bench.
  • the present invention proposes a semi-physical simulation test method for a multi-machine paralleling device of a gas turbine.
  • the working mode of the gas turbine includes an electric propulsion mode, and the electric propulsion mode includes: a battery power supply propulsion mode and a laboratory power supply propulsion mode, wherein:
  • (1) Battery-powered propulsion mode the battery drives the first simulated gas turbine, the second simulated gas turbine, and the third simulated gas turbine in the running state, the first SSS clutch and the third SSS clutch are closed, and the first simulated gas turbine passes through the second torque meter Connect with the first parallel gearbox, and then drive the electric turbine dynamometer through the first torque meter; the second simulated gas turbine connects with the second parallel gearbox through the fifth torque meter, and then drive the hydraulic dynamometer through the third torque meter ; The third gas turbine is connected to the first parallel gear box through the fourth torque meter.
  • the power is divided into two paths, the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter, and the other path passes through the second electromagnetic clutch and the first support ,
  • the sixth torque meter reaches the bridge gearbox, and then connects the second parallel gearbox through the seventh torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch, and then drives the hydraulic dynamometer through the third torque meter;
  • the laboratory power supply drives the electric motor in the running state, the first simulated gas turbine, the second simulated gas turbine and the third simulated gas turbine are all in the running state, the first SSS clutch, the third SSS clutch are closed, the first simulated gas turbine is connected to the first parallel gearbox through the second torque meter, and then drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter; the second simulated gas turbine is connected to the second parallel gearbox through the fifth torque meter , and then drive the hydraulic dynamometer through the third torque meter; the third gas turbine is connected to the first parallel gearbox through the fourth torque meter.
  • the power is divided into two paths, and the first path drives the electric turbine dynamometer through the first torque meter , and the other way passes through the second electromagnetic clutch, the first support, and the sixth torque meter to reach the crossover gearbox, and then connects to the second parallel gearbox through the seventh torque meter, the second support, and the third electromagnetic clutch, and then passes through the third
  • the torque meter drives the hydraulic dynamometer.
  • the invention has a wide power coverage range and can meet the power requirements of all working conditions of the ship. It has obvious advantages as follows: the single-machine power of the gas turbine is high, the operation is reliable, the structure is simple, compact, the starting is fast, the degree of automation is high, and the waste heat can be comprehensively utilized , greatly improving energy efficiency.
  • the motor can run at low speed and high power, and can directly drive a large load without a reducer. It can start softly and stop softly, and has good braking characteristics, which can save the original mechanical brake. Good reliability, low noise, small vibration, smooth operation.
  • the hydraulic dynamometer and electric turbine dynamometer can be used for power feedback through the measurement and control device, absorb and transmit the output power of the power machinery, and improve energy utilization. .
  • the generator acts as a load to receive the power output of the hybrid power device, generates external energy and stores a part of the electrical energy in the battery for backup.
  • the battery can work as a motor in the energy pool drive system of an isolated system, and can also be used as a ship's energy reserve to achieve efficient use of energy and self-production and use.
  • the control system of the test bench includes a safety protection system, No. 1 upper computer, No. 2 upper computer, hydraulic dynamometer drive instrument and remote I/O communication module.
  • No. 1 host computer is responsible for working in automatic mode, connecting the prime mover with the controller, and inputting and outputting various data through the board.
  • No. 2 host computer is responsible for working in manual mode.
  • the No. 2 upper computer communicates with the I/O interface through DP communication, and communicates with the hydraulic dynamometer and electric turbine dynamometer through CAN communication. Both methods can control the system and have a high fault tolerance rate.
  • the safety protection system includes speed limit, torque limit, lubricating oil pressure limit, lubricating oil temperature limit, vibration limit of the transmission shaft in the X direction and Y direction.
  • the No. 1 host computer and No. 2 host computer judge whether the current operating state is safe according to the above-mentioned restrictions. If the limit is exceeded, emergency braking will be taken, which has good safety guarantees.
  • the monitoring and control system of the test bench includes a data processing simulator, an actuator control system, a host computer and a security detector (to detect the flue gas, water and electricity status of the test bench).
  • the monitoring and control system of the present invention can not only monitor and control each component of the test bench, but also detect the state of flue gas, water and electricity of the test bench, thereby comprehensively guaranteeing the accuracy of the experiment and the safety of the experimenters.
  • Fig. 1 is a structural representation of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic diagram of the test bench monitoring control system of the present invention.
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the test bench control logic of the present invention.
  • This embodiment proposes a semi-physical simulation test bench for gas turbine multi-machine paralleling device.
  • this embodiment is specifically described by taking a diesel-fuel-electric hybrid ship hybrid power test bench with a data communication control system as an example. .
  • first simulated gas turbine 1 It includes a first simulated gas turbine 1, a storage battery 2, an electric turbine dynamometer 3, a first SSS clutch 4a, a second SSS clutch 4b, a third SSS clutch 4c, a hydraulic dynamometer 5, a generator 6, and a first torque meter 7a, the second torque meter 7b, the third torque meter 7c, the fourth torque meter 7d, the fifth torque meter 7e, the sixth torque meter 7f, the seventh torque meter 7g, the first electromagnetic clutch 8a, the second electromagnetic clutch 8b, The third electromagnetic clutch 8c, the first support 9a, the second support 9b, the third simulated gas turbine 10, the second simulated gas turbine 11, the first coupling 12a, the second coupling 12b, the third coupling 12c, the first Four couplings 12d, fifth coupling 12e, sixth coupling 12f, seventh coupling 12g, eighth coupling 12h, ninth coupling 12i, first parallel gearbox 13, Two parallel gear boxes 14 and bridge gear boxes 15.
  • connection relationship is: the first simulated gas turbine 1 is connected to the first parallel gearbox 13 through the second torque meter 7b and the second coupling 12b, and the first parallel gearbox 13 is connected to the first coupling 12a,
  • the electric turbine dynamometer 3 is driven by the first torque meter 7a
  • the second simulated gas turbine 11 is connected to the second parallel gearbox 14 through the fifth torque meter 7e and the eighth coupling 12h
  • the second parallel gearbox 14 passes through
  • the third coupling 12c and the third torque meter 7c drive the hydraulic dynamometer 5 .
  • the third simulated gas turbine 10 is connected to the first parallel gearbox 13 through the fourth torque meter 7d and the fifth coupling 12e.
  • the power is divided into two paths, and the first path passes through the first coupling 12a and the first torque meter 7a.
  • Drive the electric turbine dynamometer 3, and the other way reaches the bridging gearbox 15 through the sixth coupling 12f, the second electromagnetic clutch 8b, the first support 9a, the sixth torque meter 7f and the eighth coupling 12h, and the bridging
  • the gearbox 15 is then connected to the second parallel gearbox 14 through the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling 12g.
  • the second parallel gearbox 14 and then drive the hydraulic dynamometer 5 through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • the test bed monitoring and control system includes: data processing simulator 16, actuator control system, upper computer 17 and security detector 24 (detecting the smoke, water and electricity status of the test bed). in:
  • the functions of the data processing simulator 16 include real-time solution calculation from the controller model to the prime mover model, and data collection and data output.
  • the actuator control system includes No. 1 motor 25a, No. 2 motor 25b, No. 3 motor 25c, generator 6, electric turbine dynamometer 3, hydraulic dynamometer 5, first motor frequency converter 18, second motor frequency converter 19 , the third motor frequency converter 20, the generator controller 21, the electric turbine dynamometer controller 22 and the hydraulic dynamometer controller 23. Its function is to monitor and control the above-mentioned machines, transmit the speed and torque signals to the data processing simulator 16 through the data transmission network, and transmit the signals to the host computer 17 through TCP/IP, serial communication, etc.
  • upper computer 17 The functions of the upper computer 17 include data display and analysis, scheme design, process monitoring and model building, which is to analyze, monitor and research the data of the data processing simulator and the control system of the actuator. As shown in Figure 3, upper computer 17 has automatic mode and manual mode, and can control and switch automatic mode and manual mode; upper computer", the manual mode corresponds to the second upper computer module in the upper computer 17, that is, "2 # upper computer” in Fig. 3 .
  • Fig. 3 for a schematic diagram of the control logic of the test bench, wherein the upper computer 17 can control switching between automatic mode and manual mode and monitor and control through the remote I/O communication module: ambient temperature, vibration in the X direction of the axis, torque meter speed, torque meter torque, Vibration in the Y direction of the axis, gas turbine, motor speed, gas turbine, motor torque, clutch lubricating oil temperature, clutch lubricating oil pressure, SSS clutch slip distance, gearbox lubricating oil temperature, gearbox lubricating oil pressure, motor fan start and stop, Gas turbine, motor start and stop, gas turbine oil supply, motor inverter setting.
  • the host computer 17 also monitors and controls the hydraulic dynamometer 5 and the electric turbine dynamometer 3 through CAN communication, including the speed of the hydraulic dynamometer, the torque of the hydraulic dynamometer, the speed of the electric turbine dynamometer, the torque of the electric turbine dynamometer, Mode of operation and torque setting.
  • both the first parallel gearbox 13 and the second parallel gearbox 14 are multi-axis gearboxes.
  • This embodiment also provides a semi-physical simulation test method for a multi-gas turbine paralleling device.
  • the working mode of the simulated gas turbine includes a single-blade propulsion mode, and the single-blade propulsion mode mainly includes: a single-engine single-blade propulsion mode, and a dual-machine single-blade joint propulsion mode, three-engine single-propeller joint propulsion mode and single-propeller propulsion auxiliary power generation mode. in:
  • (1) Stand-alone single-blade propulsion mode the first simulated gas turbine 1 is in the running state, the first SSS clutch 4a is closed, the second SSS clutch 4b and the third SSS clutch 4c are fully disconnected, and the second torque meter 7b and the second coupling
  • the coupling 12b is connected with the first parallel gearbox 13, and the first parallel gearbox 13 is connected with the first coupling 12a, and the first coupling 12a drives the electric turbine dynamometer 3 through the first torque meter 7a.
  • the turbine dynamometer 3, the second simulated gas turbine 11 are connected to the second parallel gearbox 14 through the third SSS clutch 4c, the fifth torque meter 7e, and the eighth coupling 12h, and the second parallel gearbox 14 passes through the second
  • the seventh coupling 12g, the third electromagnetic clutch 8c, the second support 9b, the seventh torque meter 7g, and the ninth coupling 12i are connected to the bridging gear box 15, and the bridging gear box 15 passes through the eighth coupling 12h , the sixth torque meter 7f, the first support 9a, the second electromagnetic clutch 8b, and the sixth coupling 12f are connected with the first parallel gear box 13, and the first parallel gear box 13 passes through the first coupling 12a,
  • the first torque meter 7a is connected to the electric turbine dynamometer 3 .
  • the first simulated gas turbine 1, the second simulated gas turbine 11 and the third simulated gas turbine 10 are all in the running state, the first SSS clutch 4a, the second SSS clutch 4b, the third simulated gas turbine
  • the three SSS clutches 4c are all closed, the first simulated gas turbine 1 is connected to the first parallel gearbox 13 through the second torque meter 7b and the second coupling 12b, and the first parallel gearbox 13 is then connected to the first coupling 12a connection, the first coupling 12a drives the electric turbine dynamometer 3 through the first torque meter 7a, and the second simulated gas turbine 11 is connected with the second parallel gearbox 14 through the fifth torque meter 7e and the eighth coupling 12h,
  • the second parallel gear box 14 is connected with the bridging gear box 15 through the seventh coupling 12g, the third electromagnetic clutch 8c, the second support 9b, the seventh torque meter 7g, and the ninth coupling 12i.
  • the box 15 is connected with the first parallel gearbox 13 through the eighth coupling 12h, the sixth torque meter 7f, the first support 9a, the second electromagnetic clutch 8b, and the sixth coupling 12f.
  • the first parallel gearbox 13 and then connect the electric turbine dynamometer 3 through the first coupling 12a and the first torque meter 7a.
  • the third simulation gas turbine 10 is connected to the first parallel gearbox 13 through the fourth torque meter 7d and the fifth coupling 12e, and the first parallel gearbox 13 is connected to the first parallel gearbox 13 through the first coupling 12a, the first torque meter 7a and The electric turbine dynamometer 3 is connected.
  • Single paddle propulsion auxiliary power generation mode the above three single paddle propulsion modes can share a part of power to generate electricity through the second parallel gearbox 14, the fourth shaft coupling 12d and the first electromagnetic clutch 8a to assist the generator 6,
  • the generated electric energy can be stored in the accumulator 2 to supply power for the electrical equipment or the electric motor of the test bench.
  • the working mode of the simulated gas turbine also includes a dual-propeller propulsion mode
  • the dual-propeller propulsion mode includes: a single-engine dual-propeller propulsion mode, a dual-engine dual-propeller combined propulsion mode, Combined propulsion mode of three machines and two propellers, auxiliary power generation mode of propulsion by two propellers. in:
  • the clutch 4a, the second torque meter 7b and the second shaft coupling 12b are connected with the first parallel gear box 13.
  • the power is divided into two paths, the first path is connected with the first shaft coupling 12a, and passes through the first torque meter 7a Drive electric turbine dynamometer 3.
  • the second road is connected to the bridge gearbox 15 through the sixth coupling 12f, the second electromagnetic clutch 8b, the first support 9a, the sixth torque meter 7f, and the eighth coupling 12h, and then the bridge gearbox 15 passes through the first
  • the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling 12g are connected with the second parallel gearbox 14, and the second parallel gearbox 14 passes through the third The coupling 12c and the third torque meter 7c drive the hydraulic dynamometer 5 .
  • the power is divided into two paths, the first path and the first coupling 12a connection, the first coupling 12a drives the electric turbine dynamometer 3 through the first torque meter 7a; the second way passes through the sixth coupling 12f, the second electromagnetic clutch 8b, the first support 9a, and the sixth torque meter 7f , the eighth coupling 12h is connected with the crossover gearbox 15, and the crossover gearbox 15 passes through the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling
  • the gear 12g is connected with the second parallel gear box 14, and the second parallel gear box 14 drives the hydraulic dynamometer through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • the second simulated gas turbine 11 is connected to the second parallel gearbox 14 through the fifth torque meter 7e and the eighth coupling 12h.
  • the power is divided into two paths, and the first path passes through the third coupling 12c and the third torque meter.
  • 7c drives the hydraulic dynamometer 5
  • the second road is connected to the bridge gearbox 15 through the seventh coupling 12g, the third electromagnetic clutch 8c, the second support 9b, the seventh torque meter 7g, and the ninth coupling 12i
  • the bridging gearbox 15 is connected to the first parallel gearbox 13 through the eighth coupling 12h, the sixth torque meter 7f, the first support 9a, the second electromagnetic clutch 8b, and the sixth coupling 12f.
  • the vehicle gearbox 13 drives the electric turbine dynamometer 3 through the first coupling 12a and the first torque meter 7a.
  • the second simulated gas turbine 11 is connected to the second parallel gearbox 14 through the fifth torque meter 7e and the eighth coupling 12h.
  • the power is divided into two paths, and the first path passes through the third coupling 12c and the third torque meter.
  • 7c drives the hydraulic dynamometer 5, and the second road is connected to the bridge gearbox 15 through the seventh coupling 12g, the third electromagnetic clutch 8c, the second support 9b, the seventh torque meter 7g, and the ninth coupling 12i
  • the bridging gearbox 15 is connected to the first parallel gearbox 13 through the eighth coupling 12h, the sixth torque meter 7f, the first support 9a, the second electromagnetic clutch 8b, and the sixth coupling 12f.
  • the vehicle gearbox 13 drives the electric turbine dynamometer 3 through the first coupling 12a and the first torque meter 7a.
  • the third simulated gas turbine 10 is connected to the first parallel gearbox 13 through the fourth torque meter 7d and the fifth coupling 12e. At this time, the power is divided into two paths, and the first path passes through the first coupling 12a and the first torque meter.
  • the bridging gearbox 15 is connected to the second parallel gearbox 14 through the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling 12g, and the second
  • the parallel gear box 14 drives the hydraulic dynamometer 5 through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • Double-blade propulsion auxiliary power generation mode the above three kinds of double-blade propulsion modes can share a part of power through the second parallel gear box 14, the fourth shaft coupling 12d and the first electromagnetic clutch 8a to assist the generator 6 to generate electricity,
  • the generated electric energy can be stored in the accumulator 2 to supply power for the electrical equipment or the electric motor of the test bench.
  • the working mode of the simulated gas turbine also includes an electric propulsion mode
  • the electric propulsion mode includes a battery power supply propulsion mode and a laboratory power supply propulsion mode, wherein:
  • Battery power supply propulsion mode the battery SOC is sufficient, driving the simulated gas turbine to be in the running state, the first simulated gas turbine 1, the second simulated gas turbine 11 and the third simulated gas turbine 10 are all in the running state, the first SSS clutch 4a , the second SSS clutch 4b and the third SSS clutch 4c are all closed, and the other clutches are all disconnected, wherein the first simulated gas turbine 1 is connected to the first SSS clutch 4a, the second torque meter 7b and the second shaft coupling 12b in sequence A parallel gear box 13 is connected, and the first parallel gear box 13 is connected with the first coupling 12a.
  • the first coupling 12a drives the electric turbine dynamometer 3 through the first torque meter 7a, and the second simulated gas turbine 11
  • the second parallel gearbox 14 is connected through the third SSS clutch 4c, the fifth torque meter 7e, and the eighth coupling 12h, and the second parallel gearbox 14 is driven through the third coupling 12c and the third torque meter 7c Hydraulic Dynamometer 5.
  • the third simulated gas turbine 10 is sequentially connected to the first parallel gearbox 13 through the second SSS clutch 4b, the fourth torque meter 7d, and the fifth coupling 12e.
  • the power is divided into two paths, and the first path passes through the first coupling 12a, the first torque meter 7a drives the electric turbine dynamometer 3, and the other way passes through the sixth shaft coupling 12f, the second electromagnetic clutch 8b, the first support 9a, the sixth torque meter 7f, and the eighth shaft coupling 12h to reach the span Connect to the gearbox 15, bridge the gearbox 15 and then connect the second parallel gearbox 14 through the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling 12g , the second parallel gearbox 14 drives the hydraulic dynamometer 5 through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • Laboratory power supply propulsion mode the laboratory power supply drives the electric motor to be in running state, and the first simulated gas turbine 1, the second simulated gas turbine 11 and the third simulated gas turbine 10 are all in running state, and the first SSS clutch 4a, Both the second SSS clutch 4b and the third SSS clutch 4c are closed, and the other clutches are all disconnected, wherein, the first simulated gas turbine 1 is connected with the first SSS clutch 4a, the second torque meter 7b and the second coupling 12b in sequence.
  • the parallel gearbox 13 is connected, and the first parallel gearbox 13 is connected with the first coupling 12a.
  • the first coupling 12a drives the electric turbine dynamometer 3 through the first torque meter 7a, and the second simulated gas turbine 11 passes through
  • the third SSS clutch 4c, the fifth torque meter 7e, and the eighth coupling 12h are connected to the second parallel gearbox 14, and the second parallel gearbox 14 drives the hydraulic power through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • the third simulated gas turbine 10 is sequentially connected to the first parallel gearbox 13 through the second SSS clutch 4b, the fourth torque meter 7d, and the fifth coupling 12e.
  • the power is divided into two paths, and the first path passes through the first coupling 12a, the first torque meter 7a drives the electric turbine dynamometer 3, and the other way passes through the sixth shaft coupling 12f, the second electromagnetic clutch 8b, the first support 9a, the sixth torque meter 7f, and the eighth shaft coupling 12h to reach the span Connect to the gearbox 15, bridge the gearbox 15 and then connect the second parallel gearbox 14 through the ninth coupling 12i, the seventh torque meter 7g, the second support 9b, the third electromagnetic clutch 8c, and the seventh coupling 12g , the second parallel gearbox 14 drives the hydraulic dynamometer 5 through the third coupling 12c and the third torque meter 7c.
  • the gas turbine is connected to the gearbox shaft through the SSS clutch, torque meter and coupling, and then through the coupling and torque meter.
  • the multi-axis gearboxes including parallel gearboxes are connected to the crossover gearboxes through couplings, electromagnetic clutches, supports, torque meters and couplings.
  • the invention can realize that the gas turbine drives the electric dynamometer and the electric turbine dynamometer individually or cooperatively, so that the system has good operating characteristics under different working conditions.
  • a storage battery is added, which improves the flexibility of the test bench and improves the energy utilization rate.

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Abstract

一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，燃气轮机（1、10、11）通过SSS离合器（4a、4b、4c）、扭矩仪（7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g）和联轴器（12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i）与齿轮箱（15）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（5）、电涡轮测功器（3）与发电机（6）进而为蓄电池（2）充电。其中多轴齿轮箱包括并车齿轮箱（13、14）通过联轴器、电磁离合器（8a、8b、8c）、支撑（9a、9b）、扭矩仪以及联轴器与跨接齿轮箱连接。试验台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。还提供了一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台的试验方法。

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仿真试验台及试验方法。
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，所以需要进行试验来验证其可靠性。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(或称之为“纯物理仿真”)。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(或称之为“纯物理仿真”)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：
本发明提出一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，包括第一仿真燃气轮机、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、第一并车齿轮箱、第二并车齿轮箱和跨接齿轮箱，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。
本发明提出一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，燃气轮机的工作模式包括单桨推进模式：
所述单桨推进模式包括：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；其中：
(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，第二SSS离合器和第三SSS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SSS离合器、第三SSS离合器闭合，第二SSS离合器断开，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：第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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：以上单机单桨推进模式、双机单桨联合推进模式和三机单桨联合推进模式三种推进模式中，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。
本发明提出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；其中：
(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，第二SSS离合器、第三SSS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SSS离合器、第三SSS离合器闭合，第二SSS离合器断开，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：第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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：以上单机双桨推进模式、双机双桨联合推进模式额三机双桨联合推进模式三种双桨推进模式都可以分出一部分功率通过相对应的并车齿轮箱、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。
本发明提出一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验方法，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，其中：
(1)蓄电池供电推进模式：蓄电池带动第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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，第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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，1号上位机和2号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。
其中，附图标记为：
第一仿真燃气轮机1、蓄电池2、电涡轮测功器3、第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b、第三SSS离合器4c，水力测功器5，发电机6，第一扭矩仪7a、第二扭矩仪7b、第三扭矩仪7c、第四扭矩仪7d、第五扭矩仪7e、第六扭矩仪7f、第七扭矩仪7g、第一电磁离合器8a、第二电磁离合器8b、第三电磁离合器8c、第一支撑9a、第二支撑9b，第三仿真燃气轮机10，第二仿真燃气轮机11，第一联轴器12a、第二联轴器12b、第三联轴器12c、第四联轴器12d、第五联轴器12e、第六联轴器12f、第七联轴器12g、第八联轴器12h、第九联轴器12i，第一并车齿轮箱13、第二并车齿轮箱14，跨接齿轮箱15、数据处理仿真机16、上位机17、第一 电机变频器18、第二电机变频器19、第三电机变频器20、发电机控制器21、电涡轮测功器控制器22、水力测功机控制器23、安防检测器24、1号电动机25a、2号电动机25b、3号电动机25c。
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：
本实施例提出一种燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，结合图1-图3，以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为例对本实施例具体说明。其包括第一仿真燃气轮机1、蓄电池2、电涡轮测功器3、第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b、第三SSS离合器4c、水力测功器5、发电机6，第一扭矩仪7a、第二扭矩仪7b、第三扭矩仪7c、第四扭矩仪7d、第五扭矩仪7e、第六扭矩仪7f、第七扭矩仪7g、第一电磁离合器8a、第二电磁离合器8b、第三电磁离合器8c、第一支撑9a、第二支撑9b、第三仿真燃气轮机10、第二仿真燃气轮机11、第一联轴器12a、第二联轴器12b、第三联轴器12c、第四联轴器12d、第五联轴器12e、第六联轴器12f、第七联轴器12g、第八联轴器12h、第九联轴器12i、第一并车齿轮箱13、第二并车齿轮箱14和跨接齿轮箱15。其连接关系为：第一仿真燃气轮机1通过第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二仿真燃气轮机11通过第五扭矩仪7e、第八联轴器12h连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。第三仿真燃气轮机10通过第四扭矩仪7d、第五联轴器12e连接第一并车齿轮箱13，此时动力分成两路，第一路通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，另一路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f和第八联轴器12h到达跨接齿轮箱15，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。
参见图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)。其中：
数据处理仿真机16功能包括从控制器模型到原动机模型进行实时求解计算，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25a、2号电动机25b、3号电动机25c、发电机6、电涡轮测功器3、水力测功器5以及第一电机变频器18、第二电机变频器19、第三电机变频器20、发电机控制器21、电涡轮测功器控制器22和水力测功机控制器23。其功能是监测控制上述各机器，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17的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。如图3所示，上位机17具有自动模式和手动模式，并能够控制切换自动模式和手动模式；其中，自动模式对应上位机17中的第一上位机模块，即图3中的“1 #上位机”，手动模式对应上位机17中的第二上位机模块，即图3中的“2 #上位机”。
参见图3为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17也通过CAN通讯来监测控制水力测功器5和电涡轮测功器3，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。
本实施例中，第一并车齿轮箱13和第二并车齿轮箱14均为多轴齿轮箱。
本实施例还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，所述单桨推进模式主要包括：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和单桨推进辅助发电模式。其中：
(1)单机单桨推进模式:第一仿真燃气轮机1处于运行状态，第一SSS离合器4a闭合，第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c全断开，通过第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3。
(2)双机单桨联合推进模式:第一仿真燃气轮机1和第二仿真燃气轮机11处于运行状态，第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c闭合，第一SSS离合器4a断开，第一仿真燃气轮机1通过第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二仿真燃气轮机11通过第三SSS离合器4c、第五扭矩仪7e、第八联轴器12h与第二并车齿轮箱14连接，第二并车齿轮箱14再通过第七联轴器12g、第三电磁离合器8c、第二支撑9b、第七扭矩仪7g、第九联轴器12i与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第八联轴器12h、第六扭矩仪7f、第一支撑9a、第二电磁离合器8b、第六联轴器12f与第一并车齿轮箱13相连，第一并车齿轮箱13再通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a连接电涡轮测功器3。
(3)三机单桨联合推进模式:第一仿真燃气轮机1、第二仿真燃气轮机11和第三仿真燃气轮机10三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b、第三SSS离合器4c均闭合，第一仿真燃气轮机1通过第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二仿真燃气轮机11通过第五扭矩仪7e、第八联轴器12h与第二并车齿轮箱14连接，第二并车齿轮箱14再通过第七联轴器12g、第三电磁离合器8c、第二支撑9b、第七扭矩仪7g、第九联轴器12i与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第八联轴器12h、第六扭矩仪7f、第一支撑9a、第二电磁离合器8b、第六联轴器12f与第一并车齿轮箱13相连，第一并车齿轮箱13再通过第一联轴器 12a、第一扭矩仪7a连接电涡轮测功器3。第三仿真燃气轮机10通过第四扭矩仪7d、第五联轴器12e与第一并车齿轮箱13相连，第一并车齿轮箱13再通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a与电涡轮测功器3相连。
(4)单桨推进辅助发电模式:以上三种单桨推进模式都可以分出一部分功率通过第二并车齿轮箱14、第四联轴器12d和第一电磁离合器8a辅助发电机6发电，发出的电能可以储存到蓄电池2中，为试验台用电设备或电动机供电。
本实施例提供的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还包括双桨推进模式，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。其中：
(1)单机双桨推进模式:第一仿真燃气轮机1处于运行状态，第一SSS离合器4a闭合，第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c全断开，第一仿真燃气轮机1依次通过第一SSS离合器4a、第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，此时动力分成两路，第一路与第一联轴器12a连接，通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3。第二路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g与第二并车齿轮箱14相连，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。
(2)双机双桨联合推进模式:第一仿真燃气轮机1和第二仿真燃气轮机11处于运行状态，第一SSS离合器4a、第三SSS离合器4c闭合，第二SSS离合器4b断开；其中，第一仿真燃气轮机1依次通过第一SSS离合器4a、第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，此时动力分成两路，第一路与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3；第二路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g与第二并车齿轮箱14相连， 第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器。第二仿真燃气轮机11通过第五扭矩仪7e、第八联轴器12h与第二并车齿轮箱14相连，此时动力分成两路，第一路通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5，第二路通过第七联轴器12g、第三电磁离合器8c、第二支撑9b、第七扭矩仪7g、第九联轴器12i与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第八联轴器12h、第六扭矩仪7f、第一支撑9a、第二电磁离合器8b、第六联轴器12f与第一并车齿轮箱13相连，第一并车齿轮箱13再通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3。
(3)三机双桨联合推进模式:第一仿真燃气轮机1、第二仿真燃气轮机11和第三仿真燃气轮机10三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c均闭合，其他离合器全断开；其中，第一仿真燃气轮机1依次通过第一SSS离合器4a、第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱12连接，此时动力分成两路，第一路与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3；第二路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g与第二并车齿轮箱14相连，第二并车齿轮箱14再通过第三泵联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器。第二仿真燃气轮机11通过第五扭矩仪7e、第八联轴器12h与第二并车齿轮箱14相连，此时动力分成两路，第一路通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5，第二路通过第七联轴器12g、第三电磁离合器8c、第二支撑9b、第七扭矩仪7g、第九联轴器12i与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第八联轴器12h、第六扭矩仪7f、第一支撑9a、第二电磁离合器8b、第六联轴器12f与第一并车齿轮箱13相连，第一并车齿轮箱13再通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3。第三仿真燃气轮机10通过第四扭矩仪7d、第五联轴器12e与第一并车齿轮箱13相连，此时动力分成两路，第一路通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器 8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h与跨接齿轮箱15相连，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g与第二并车齿轮箱14相连，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。
(4)双桨推进辅助发电模式:以上三种双桨推进模式都可以分出一部分功率通过第二并车齿轮箱14、第四联轴器12d和第一电磁离合器8a辅助发电机6发电，发出的电能可以储存到蓄电池2中，为试验台用电设备或电动机供电。
本实施例提供的多燃气轮机并车装置半物理仿真试验台中，仿真燃气轮机的工作模式还包括电力推进模式，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，其中：
(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，第一仿真燃气轮机1、第二仿真燃气轮机11和第三仿真燃气轮机10三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c均闭合，其他离合器全断开，其中，第一仿真燃气轮机1依次通过第一SSS离合器4a、第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二仿真燃气轮机11通过第三SSS离合器4c、第五扭矩仪7e、第八联轴器12h连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。第三仿真燃气轮机10依次通过第二SSS离合器4b、第四扭矩仪7d、第五联轴器12e连接第一并车齿轮箱13，此时动力分成两路，第一路通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，另一路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h到达跨接齿轮箱15，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。
(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，第一仿真燃气轮机1、第二仿真燃气轮机11和第三仿真燃气轮机10三台仿真 燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c均闭合，其他离合器全断开，其中，第一仿真燃气轮机1依次通过第一SSS离合器4a、第二扭矩仪7b和第二联轴器12b与第一并车齿轮箱13连接，第一并车齿轮箱13再与第一联轴器12a连接，第一联轴器12a通过第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，第二仿真燃气轮机11通过第三SSS离合器4c、第五扭矩仪7e、第八联轴器12h连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。第三仿真燃气轮机10依次通过第二SSS离合器4b、第四扭矩仪7d、第五联轴器12e连接第一并车齿轮箱13，此时动力分成两路，第一路通过第一联轴器12a、第一扭矩仪7a驱动电涡轮测功器3，另一路通过第六联轴器12f、第二电磁离合器8b、第一支撑9a、第六扭矩仪7f、第八联轴器12h到达跨接齿轮箱15，跨接齿轮箱15再通过第九联轴器12i、第七扭矩仪7g、第二支撑9b、第三电磁离合器8c、第七联轴器12g连接第二并车齿轮箱14，第二并车齿轮箱14再通过第三联轴器12c、第三扭矩仪7c驱动水力测功器5。
由此可见，本技术方案提供的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。

Claims (10)

  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：包括第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机、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、第一并车齿轮箱、第二并车齿轮箱和跨接齿轮箱，其中，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后，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后，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，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和单桨推进辅助发电模式；其中：
    (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SSS离合器、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：第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合 器、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：以上单机单桨推进模式、双机单桨联合推进模式和三机单桨联合推进模式三种推进模式中，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和双桨推进辅助发电模式，其中：
    (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SSS离合器、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：第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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第二并车齿轮箱、第四联轴器和第一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，其中：
    (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，第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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，第一仿真燃气轮机、第二仿真燃气轮机和第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器、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。
  5. 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：
    试验系统，所述试验系统包括第一仿真燃气轮机、蓄电池、电涡轮测功器、第一SSS离合器、第二SSS离合器、第三SSS离合器、水力测功器、发电机，第一扭矩仪、第二扭矩仪、第三扭矩仪、第四扭矩仪、第五扭矩仪、第六扭矩仪、第七扭矩仪、第一电磁离合器、第二电磁离合器、第三电磁离合器、第一支撑、第二支撑、第二仿真燃气轮机、第三仿真燃气轮机、联轴器、第一并车齿轮箱、第二并车齿轮箱和跨接齿轮箱，其中，所述第一仿真燃气轮机通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱依次通过第一联轴器、所述第一扭矩仪连接所述电涡轮测功器；所述第二仿真燃气轮机依次通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、第八联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱依次通过第三联轴器、所述第三扭矩仪连接所述水力测功器；所述第三仿真燃气轮机依次通过所述第二SSS离合器、所述第四扭矩仪、第五联轴器连接所述第一并车齿轮箱13，所述第一并车齿轮箱13此时动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪和另一所述第八联轴器到 达所述跨接齿轮箱，所述跨接齿轮箱通过第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、第七联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱14再通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；
    监测控制系统，所述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；所述数据处理仿真机能够从控制器模型到原动机模型进行实时求解计算，并且进行数据采集和数据输出；所述执行机构控制系统包括1号电动机、2号电动机、3号电动机、第一电机变频器、第二电机变频器、第三电机变频器、发电机控制器、电涡轮测功器控制器和水力测功机控制器，所述执行机构控制系统能够把转速扭矩信号传输到所述数据处理仿真机和所述上位机；所述上位机能够对所述数据处理仿真机和所述执行机构控制系统的数据进行分析、监控。
  6. 根据权利要求5所述的燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，其特征是：所述上位机具有自动模式和手动模式，并能够控制切换所述自动模式和所述手动模式。
  7. 根据权利要求5所述的燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台，其特征是：所述第一并车齿轮箱和所述第二并车齿轮箱均为多轴齿轮箱。
  8. 一种采用权利要求5～7任意一项所述燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台进行的多燃气轮机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：仿真燃气轮机的工作模式为单桨推进模式，所述单桨推进模式包括：
    单机单桨推进模式：所述第一仿真燃气轮机处于运行状态，所述第一SSS离合器闭合，所述第二SSS离合器和所述第三SSS离合器全断开，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱与所述第一联轴器连接，所述第一联轴器通过所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；
    双机单桨联合推进模式：所述第一仿真燃气轮机和所述第二仿真燃气轮机处于运行状态，所述第二SSS离合器和所述第三SSS离合器闭合，所述第一SSS离合器断开，所述第一仿真燃气轮机通过所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱与所 述第一联轴器连接，所述第一联轴器通过所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；所述第二仿真燃气轮机通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、所述第八联轴器与所述第二并车齿轮箱连接，所述第二并车齿轮箱通过所述第七联轴器、所述第三电磁离合器、所述第二支撑、所述第七扭矩仪、所述第九联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第八联轴器、所述第六扭矩仪、所述第一支撑、所述第二电磁离合器、所述第六联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；
    三机单桨联合推进模式：所述第一仿真燃气轮机、所述第二仿真燃气轮机和所述第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，所述第一SSS离合器、所述第二SSS离合器、所述第三SSS离合器均闭合，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱与所述第一联轴器连接，所述第一联轴器通过所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；所述第二仿真燃气轮机依次通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、所述第八联轴器与第二并车齿轮箱连接，所述第二并车齿轮箱通过所述第七联轴器、所述第三电磁离合器、所述第二支撑、所述第七扭矩仪、所述第九联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第八联轴器、所述第六扭矩仪、所述第一支撑、所述第二电磁离合器、所述第六联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱通过第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；所述第三仿真燃气轮机依次通过所述第二SSS离合器、所述第四扭矩仪、所述第五联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；
    单桨推进辅助发电模式：所述单机单桨推进模式、所述双机单桨联合推进模式和所述三机单桨联合推进模式，均能够分出一部分功率通过所述第二并车齿轮箱、所述第四联轴器和所述第一电磁离合器辅助所述发电机发电，发出的电能能够储存到所述蓄电池中，以为试验台用电设备或电动机供电。
  9. 一种采用权利要求5～7任意一项所述燃气轮机多机并车装置半物 理仿真试验台进行的多燃气轮机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：仿真燃气轮机的工作模式为双桨推进模式，所述双桨推进模式包括：
    单机双桨推进模式：所述第一仿真燃气轮机处于运行状态，所述第一SSS离合器闭合，所述第二SSS离合器和所述第三SSS离合器断开，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器与所述第二并车齿轮箱相连，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；
    双机双桨联合推进模式：所述第一仿真燃气轮机和所述第二仿真燃气轮机处于运行状态，所述第一SSS离合器、所述第三SSS离合器闭合，所述第二SSS离合器4b断开；其中，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器与所述第二并车齿轮箱相连，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；所述第二仿真燃气轮机通过所述第五扭矩仪、所述第八联轴器与所述第二并车齿轮箱相连，所述第二并车齿轮箱动力分成两路，第一路通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器，第二路通过所述第七联轴器、所述第三电磁离合器、所述第二支撑、所述第七扭矩仪、所述第九联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第八联轴器、所述第六扭矩仪、所述第一支撑、所述第二电磁离合器、所述第六联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器 3；
    三机双桨联合推进模式：所述第一仿真燃气轮机、所述第二仿真燃气轮机和所述第三仿真燃气轮机三台仿真燃气轮机均处于运行状态，第一SSS离合器4a、第二SSS离合器4b和第三SSS离合器4c均闭合；所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器与所述第二并车齿轮箱相连，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；所述第二仿真燃气轮机依次通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、所述第八联轴器与所述第二并车齿轮箱连接，所述第二并车齿轮箱动力分成两路，第一路通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器，第二路通过所述第七联轴器、所述第三电磁离合器、所述第二支撑、所述第七扭矩仪、所述第九联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第八联轴器、所述第六扭矩仪、所述第一支撑、所述第二电磁离合器、所述第六联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器3；所述第三仿真燃气轮机通过所述第四扭矩仪、所述第五联轴器与所述第一并车齿轮箱相连，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器与所述跨接齿轮箱相连，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器与所述第二并车齿轮箱相连，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；
    双桨推进辅助发电模式：所述单机双桨推进模式、所述双机双桨联合推进模式和所述三机双桨联合推进模式，均能够分出一部分功率通过所述 第二并车齿轮箱、所述第四联轴器和所述第一电磁离合器辅助所述发电机发电，发出的电能能够储存到所述蓄电池中，以为试验台用电设备或电动机供电。
  10. 一种采用权利要求5～7任意一项所述燃气轮机多机并车装置半物理仿真试验台进行的多燃气轮机并车装置半物理仿真试验方法，其特征是：仿真燃气轮机的工作模式为电力推进模式，所述电力推进模式包括：
    蓄电池供电推进模式：所述蓄电池带动所述第一仿真燃气轮机、所述第二仿真燃气轮机和所述第三仿真燃气轮机均处于运行状态，所述第一SSS离合器、所述第二SSS离合器和所述第三SSS离合器均闭合，其中，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱与所述第一联轴器连接，所述第一联轴器通过所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器；所述第二仿真燃气轮机依次通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、所述第八联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱依次通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器5；所述第三仿真燃气轮机依次通过所述第二SSS离合器、所述第四扭矩仪、所述第五联轴器连接所述第一并车齿轮箱，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器到达所述跨接齿轮箱，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器；
    实验室供电推进模式：实验室电源带动所述1号电动机、所述2号电动机、所述3号电动机均处于运行状态，所述第一仿真燃气轮机、所述第二仿真燃气轮机和所述第三仿真燃气轮机均处于运行状态，所述第一SSS离合器、所述第二SSS离合器和所述第三SSS离合器均闭合，其中，所述第一仿真燃气轮机依次通过所述第一SSS离合器、所述第二扭矩仪和所述第二联轴器与所述第一并车齿轮箱连接，所述第一并车齿轮箱与所述第一联轴器连接，所述第一联轴器通过所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测 功器；所述第二仿真燃气轮机依次通过所述第三SSS离合器、所述第五扭矩仪、所述第八联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱依次通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器5；所述第三仿真燃气轮机依次通过所述第二SSS离合器、所述第四扭矩仪、所述第五联轴器连接所述第一并车齿轮箱，所述第一并车齿轮箱的动力分成两路，第一路通过所述第一联轴器、所述第一扭矩仪驱动所述电涡轮测功器，第二路通过所述第六联轴器、所述第二电磁离合器、所述第一支撑、所述第六扭矩仪、所述第八联轴器到达所述跨接齿轮箱，所述跨接齿轮箱通过所述第九联轴器、所述第七扭矩仪、所述第二支撑、所述第三电磁离合器、所述第七联轴器连接所述第二并车齿轮箱，所述第二并车齿轮箱通过所述第三联轴器、所述第三扭矩仪驱动所述水力测功器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113551917B (zh) * 2021-06-28 2023-06-23 哈尔滨工程大学 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
CN115031979A (zh) * 2022-03-29 2022-09-09 哈尔滨工程大学 一种小型燃-燃联合动力系统半物理仿真试验台

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012052461A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Avl List Gmbh Verfahren zur bestimmung des massenflusses von gasen, insbesondere des abgases von brennkraftmaschinen
CN102435945A (zh) * 2011-08-31 2012-05-02 哈尔滨工程大学 船舶燃燃联合动力发电机组半物理仿真装置及仿真方法
CN106482948A (zh) * 2016-12-05 2017-03-08 郑州日产汽车有限公司 多功能电传动试验台
CN108657406A (zh) * 2018-03-08 2018-10-16 哈尔滨工程大学 一种带燃料电池的柴气电混联式船舶混合动力系统
CN113551917A (zh) * 2021-06-28 2021-10-26 哈尔滨工程大学 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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012052461A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Avl List Gmbh Verfahren zur bestimmung des massenflusses von gasen, insbesondere des abgases von brennkraftmaschinen
CN102435945A (zh) * 2011-08-31 2012-05-02 哈尔滨工程大学 船舶燃燃联合动力发电机组半物理仿真装置及仿真方法
CN106482948A (zh) * 2016-12-05 2017-03-08 郑州日产汽车有限公司 多功能电传动试验台
CN108657406A (zh) * 2018-03-08 2018-10-16 哈尔滨工程大学 一种带燃料电池的柴气电混联式船舶混合动力系统
CN113551917A (zh) * 2021-06-28 2021-10-26 哈尔滨工程大学 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

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