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船舶电力推进概述

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  • 发布时间:2014/8/25 16:01:04
  • 作者:银河电气

一、船舶电力推进简介

   船舶电力推进,通常是是以电动机带动螺旋桨推进船舶行驶的工作方式,它是船舶推进方式中的一种。对于能源日益紧张、环境日益恶劣的当今社会,电力推进方式以其环保、节能的技术优势提供了高品质船舶的应用途径。

二、船舶电力推进结构

  船舶电力推进系统作为一种全新的系统,主要由原动机、发电机、配电板、变压器、变频器、电动机、螺旋桨、控制系统等组成,如图1所示。

船舶电力推进系统结构图
图1 船舶电力推进系统结构图

  原动机主要通过柴油机或燃气轮机带动发电机发电,配电板将所发出的电进行用电分配后,传输给变压器进行调压,再输送至变频器进行整流、逆变,最终将电能传送给电动机带动螺旋桨推进船舶航行。而控制系统一般采用现场总线网络监控系统,用于监控设备、系统的运行状态和能量的管理。

三、船舶电力推进分类

  1、根据电力椎进的方式可分为以下五大类

  ① 可控硅整流器+直流电动机
  ② 交流异步电动机+可调螺距螺旋桨
  ③ 电流型变频器+交流同步电动机
  ④ 交-交变频器+交流同步电动机
  ⑤ 电压型变频器+交流异步电动机

  2、根据原动机型式可以分为柴油机电力推进、太阳能电力推进等

  3、根据推进装置功能,可以分为独立电力推进装置、联合电力推进装置以及特殊电力推进装置等

四、船舶电力推进特点

  1、可节省燃油,提高经济性;
  2、可提高螺旋桨的推进效率;
  3、 可提髙船舶的操纵性和机动性;
  4、可提高系统安全性、可靠性和维修性;
  5、可降低船舶噪声;
  6、可适应环保要求,同时提高船舶舒适性和隐蔽性;
  7、可节省船舶空间;

五、船舶电力推进系统测试

  大容量感应电机已成为满足船舶电力推进迫切需求的首选电机,而变频器供电的新型感应电机因具有高可靠性和高转矩密度等特点,现已成为电力推进领域国内外研究的重点课题。
  船舶电力推进系统的变频器及感应电机试验过程中,其变频电参量的测量具有如下特点:

1、幅值变化范围宽

  电压电流变化范围宽,且不同电压等级时,变频器采用不同的控制方式。低压时,采用两电平控制,高压时采用三电平控制。
  一般的测试系统需要采用多组传感器测量以提高精度,且传感器换挡时造成数据丢失。

2、基波频率变化范围宽

  额定频率约10Hz,低频可达1Hz甚至更低,一般仪表很难稳定读数。

3、相位变化范围宽

  空载功率因数低于0.05,一般的功率测试系统很难准确测量。

4、非正弦、高畸变,谐波含量丰富

  高带宽,低基频,对基波及谐波运算的存储量及运算速度提出了很高的要求,常规分析仪器很难满足要求。

5、相数多

  大容量感应电机的相数已由三相、六相、逐渐发展为十五相。相数的增加对测试方法提出了新的需求,测试系统的复杂度也大幅度提升。

  AnyWay变频功率分析仪专业针对变频器及变频电机电参量测试而设计,可以很好的满足上述测试需求,广泛应用于船舶电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及谐波检测。尤其适用于变频电机试验台、高效电机试验台、牵引电机试验台、风力发电机试验台以及变压器、变频器、整流器、逆变器等各类变流器试验测试系统。 

中国自主知识产权的船舶电力推进测试系统
图2. 中国自主知识产权的船舶电力推进测试系统

六、船舶电力推进应用

  进入21世纪,随着现代电力电子技术、交流变频调速技术、数字控制技术的进步,使船舶电力推进技术在机动性、可靠性、运行效率、推进功率等方面都取得突破性发展,应用领域不断扩大。在国外已广泛应用于破冰船、豪华游轮、海军舰艇、石油钻井平台、海洋开发工程船、渔业船舶及拖带船舶等等。而其中,电力推进系统首次在船舶上的应用起源于海军军舰,。 

采用电力推进的中国海军056型护卫舰
图3.采用电力推进的中国海军056型护卫舰

  我国在船舶电力推进应用方面的研究相对较晚,众多与船舶类相关院校、科研院所都紧跟国际形势,相继开展了船舶电力推进方面的研究,取得了一定的成绩,己应用到海洋辅助工作船、科考船、测量船、火车渡轮、挖泥船以及其它专业性船舶等方面。