民用船舶電力推進系統的發(fā)展(共3頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上民用船舶電力推進系統的發(fā)展 介紹現代民用船舶電力推進系統的發(fā)展情況，分析電力推進相對于傳統柴油機推進的優(yōu)點，對我國船舶電力推進技術的發(fā)展進行了展望。 電力推進是船舶推進方式之一，它由原動機帶動發(fā)電機發(fā)電，再由電動機驅動螺旋槳。船舶電力推進已有近百年歷史。上世紀年代曾出現電力推進的一個發(fā)展高峰。由于當時交流電機調速技術不成熟，多采用直流電力推進，其調速系統簡單、調速性能好，但直流電機結構復雜、體積及重量大，并存在功率及轉速極限等問題，故只能用在一些工程船舶及潛艇上。世紀年代以來，隨著電力電子技術迅速發(fā)展，大功率交流電機變頻調速技術日臻成熟，基于晶閘管整流逆變方案和器件方

2、案實現的船舶電力推進技術在國外得以迅速發(fā)展，并在可靠性和運行效率等方面都有了突破，從而使電力推進技術的應用領域不斷擴大，除應用于破冰船、挖泥船、渡輪以外，還廣泛用于大中型常規(guī)船舶，顯示出廣泛的市場前景。據統計，近年來新建的油輪、渡輪、游輪、集裝箱船有采用電力推進系統。可以預言，電力推進將是一種被廣泛采用的先進船舶推進系統。船舶電力推進系統的工作原理 電力推進的主要組成部件有原動機、發(fā)電機、配電板、變壓器、交直流轉換器、變頻控制箱及推進馬達。 如某大型郵輪的主動力裝置為臺大型柴油發(fā)電機組，發(fā)出的交流電能分配至全船各用電場所，其中送至主推進電機的分支需變壓器升壓。目前常見的電壓等級有：、等幾檔，電

3、壓值升高有利于減少推進電機尺寸和線路損耗。升壓后的電能送到交直流變流器轉換成直流電，然后經直交流轉換器轉換成交流并調整頻率，最后把滿足要求的電流送到推進電機驅動螺旋槳。這種系統也稱全電力推進系統。兩種主要的推進電機變頻調速技術 當今，船舶電力推進系統一般采用可變速電動機拖動固定螺距螺旋槳的驅動模式。推進電機主要有同步電動機和鼠籠式感應電動機兩種。同步電動機適于低速傳動，可以和螺旋槳直接相連；而鼠籠式感應電動機則用于中高速傳動，它和螺旋槳之間通常需經減速裝置連接。針對這兩種電動機已經開發(fā)出兩種相應的變速控制系統。用于同步電動機的變速控制系統的核心是變頻器，采用環(huán)流型變頻器調速，具有諧波影響小、功

4、率范圍大、性價比高等特點，稱為系統。在大型船舶上（如穿梭油船、大型客船等）目前實用的有中壓和低壓系統兩種。用于鼠籠式感應電動機的變速控制系統的核心是變頻器，采用電壓型變頻器調速，具有功率因數高、轉矩控制平滑等優(yōu)點，相應的推進系統稱為系統（或系統）。由于系統可以直接帶螺旋槳，且調速范圍在?觸，適合于大型船舶，目前已成為電力推進系統的首選發(fā)展方向。推進器的種類 在船舶電力推進系統中，有軸槳推進、管道式推進、方位角推進、吊艙式推進等多種形式。目前吊艙式推進器應用最為廣泛。吊艙式推進是將電機放在一個吊艙內，螺旋槳直接連接在電機軸上，可度旋轉，在任何需要的方向上產生推力，不需要舵和側推器，吊艙浸泡在海水

5、中直接向外散熱，推進電機也不需額外冷卻。這種設計為制造、維護及檢修提供了方便。目前，吊艙式推進器的功率范圍從幾百到幾十不等，生產的吊艙式推進器單機功率最大可達。電力推進相對于柴油機推進的優(yōu)點 經濟性好。多臺中速柴油機用于發(fā)電，可根據用電負荷選擇發(fā)電機運行臺數，使機組始終運行于高效工作區(qū)，實現最大的經濟性。根據公司統計，同功率的船電力推進要比內燃機推進耗油減少左右，航速可提高節(jié)。 操縱性好。推進電機轉速易于調節(jié)，在正反轉各種轉速下都能提供恒定轉矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得優(yōu)良的操縱性。 安全性好。柴油機推進的船舶，一旦主機重要部件或舵機、軸系出現故障往往導致癱船。而電力推進使用多臺原

6、動機，個別機組故障不致喪失動力。電力推進系統多采用兩套以上互為備用。在推進系統中，同步電動機定子有兩組相互獨立的繞組，一組出了故障仍可減載運行。 節(jié)省空間。傳統船舶軸系長度往往占到船長的左右，電力推進的船舶省卻了傳動軸系、減速齒輪箱，改善了機艙布置，使動力裝置安排更加合理，節(jié)省了大量空間。 噪音低。采用電力推進后，主要振動源發(fā)動機安裝在彈性底座上，以恒定轉速運行，與軸系和船體也無直接聯結，大大減少了振動和噪聲，提高了船員和乘客舒適程度。這對客輪十分重要。 有利于船舶控制環(huán)境污染。對同一功率船舶而言，電力推進中的中速柴油機可以始終在最佳工作區(qū)工作，燃油燃燒質量好，燃燒產物中的含量少；燃氣輪機聯合

7、裝置的排放水平則更低。采用電力推進須考慮的問題 使用大功率的電子器件，容易對船舶的電力系統產生諧波污染。對于運行電機，諧波將引起附加損耗，使電動機轉矩減小，對測量儀表將產生虛假的諧波功率，出現隨機誤差；對于繼電保護裝置，諧波將影響其設定整定值，引起誤動作；對于通信網絡，諧波將影響其電磁效應和正常的載波。電力推進系統方案設計時應該考慮變頻器的類型、是否加諧波吸收器或與船舶的低壓系統進行電氣隔離等方案。一般要求低壓配電系統的（總諧波變形值）小于，推進系統的應小于。國外民用船舶電力推進系統應用情況 世界上各大船用設備廠家都推出了電力推進系統。、等公司都已開發(fā)出成套的電力推進系列產品。其中尤以開發(fā)的吊

8、艙式電力推進器最為成功，并得到廣泛應用。 將馬達裝入一個流線型殼體內，螺旋槳置于殼體前端，其推進效率高于常規(guī)螺旋槳。操作十分方便，可以在很低轉速下運行，又可作為轉向裝置。從裝有兩套 的大型旅游船號的運營效果可知，航速比裝有常規(guī)推進的姐妹船快節(jié)，推進效率高，回轉半徑減少，從全速前進到全速后退僅需秒。截止年，收到訂單套，總功率 ，累計運行時數超過萬小時。 目前的最大競爭對手是由瑞典公司和法國公司聯合開發(fā)的推進器，也稱“美人魚”推進器，功率范圍為?觸，該系統的獨特設計在于軸封甚至整個吊艙都可以在水下進行更換?，F在有多艘裝備了推進器的船舶正在運營。目前世界上最大的豪華郵輪“ ”號采用的個推進器中個是“

9、美人魚”，采用分散驅動模式，船尾個主推進器均為，其他部位安裝了個輔助推進器，功率均為。實踐證明，減少船體阻力?觸，提高運輸效率。國內應用情況 年，上海愛德華造船有限公司為瑞典公司建造了一艘 化學品船，名為“帕勞斯佩拉”，這是我國制造的首艘吊艙式電力推進船舶。年廣船國際為建造的 噸級半潛船“泰安口”，是中國建造的第二艘電力推進船舶，采用兩套吊艙電力推進系統，由德國公司和公司聯合研制，采用雙螺旋槳形式，分別裝在一加長軸的兩端，轉向相同，吊艙尺寸不超過螺旋槳直徑的?觸。設有船艏側推器兩套，每套功率。“泰安口”采用三臺中壓 發(fā)電機組為兩臺 吊艙推進器和兩臺側推器供電。為防止諧波對低壓系統的影響，電力系統中增加了兩臺交流機組向低壓配電板供電，實現了中、低壓系統的電、磁隔離。 “泰安口”號的姐妹船“康盛口”號、煙臺大連火車輪渡、 噸級海事船、某化學品船、自航式全回轉起重船及一些中小型船舶也采用了電力推進方式。結束語 船舶電力推進技術的興起是現代電力電子技術進步的必然結果。盡管目前電力推進需較高的初投資，維護管理難度大，但能通過船舶營運后節(jié)能和增加艙容、盈利來彌補。隨著電力電子器件的改進、電機控制技術和諧波抑制技術的發(fā)展、推進器和推進電機技術的成熟，必將進一步降低電力推進的初投資?？梢灶A見，科技的進步必將為電力推進技術提供更加廣闊的市場，將成為船舶推進裝置的主要發(fā)展方向。 我國在船舶電