Laivan voimalaitoksen ja jännitevälipiirillisen ruoripotkurikäytön vuorovaikutusten mallintaminen

Diplomityössä on tutkittu sähköisellä potkurijärjestelmällä varustetun laivan voimalaitoksen ja jännitevälipiirillisen propulsiokäytön vuorovaikutusta laivan hätäpysäytyksen aikana. Työssä on kehitetty simulointimalleja jännitevälipiirillisten sähkökäyttöjen simuloimiseksi Saber -simulontiohjelmistolla.Työn alkuosassa esitetään lyhyt yhteenveto laivan sähköisestä potkurijärjestelmästä komponentteineen, käsitellään laivan hätäpysäytyksen teoriaa sekä simuloinneissa huomioonotettavia laivan ja potkurin hydrodynaamisia ominaisuuksia. Työssä käytettävän simulointiohjelmiston toimintaa selvitetään lyhyesti. Jännitevälipiirillisellä propulsiokäytöllä varustetun laivan hätäpysäytyksen simulointimalli esitellään kokonaisuudessaan ja käsitellään simulointimallin sisältämien osakokonaisuuksien teoriaa ja toimintaa. Kehitetyn simulointimallin toimintaa on tarkasteltu vertaamalla tuloksia vastaavansyklokonvertterikäytöllä varustetun laivan simulointituloksiin sekä vertaamallasimulointituloksia laivan merikoeajon yhteydessä tehtyihin mittauksiin. Simulointitulokset vastasivat teoriaa sekä mittaustuloksia varsin hyvin. Voimalaitoksenosalta ei mittaustuloksia ollut käytettävissä, mutta simulointitulokset ovat teorian mukaisia.

In this Master's Thesis the interaction between a power plant of an electric propulsion system and voltage source inverters supplying the propulsion motors has been examined during a crash stop situation. The simulation models have been developed for modelling the voltage source inverters in this case. The simulation models have been designed by using the Saber simulation software. In the beginning of the thesis the concept and the components of an electric propulsion system are described. The theory of a crash stop situation and the hydro dynamical properties of the ship and the propeller are also handled. The simulation software used in this thesis is shortly introduced. The simulation model for a crash stop simulation of an electric propulsion system equipped with a voltage source inverter is introduced as whole. Moreover the theory and the operation of the parts of the system are handled. The models developed have been tested by comparing the simulation results of the voltage source inverter to the simulation results of a similar cycloconverter fed drive. The simulated results have also been compared with the results measured. The simulated results correspond well to the measured results and to the theory. For the power plant no measured results were available but the simulated results correspond to the theory well.