船舶電力推進概述

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發布時間：2014/8/25 16:01:04
作者：銀河電氣

一、船舶電力推進簡介

　　船舶電力推進，通常是是以電動機帶動螺旋槳推進船舶行駛的工作方式，它是船舶推進方式中的一種。對于能源日益緊張、環境日益惡劣的當今社會，電力推進方式以其環保、節能的技術優勢提供了高品質船舶的應用途徑。

二、船舶電力推進結構

　　船舶電力推進系統作為一種全新的系統，主要由原動機、發電機、配電板、變壓器、變頻器、電動機、螺旋槳、控制系統等組成，如圖1所示。

圖1 船舶電力推進系統結構圖

　　原動機主要通過柴油機或燃氣輪機帶動發電機發電，配電板將所發出的電進行用電分配后，傳輸給變壓器進行調壓，再輸送至變頻器進行整流、逆變，最終將電能傳送給電動機帶動螺旋槳推進船舶航行。而控制系統一般采用現場總線網絡監控系統，用于監控設備、系統的運行狀態和能量的管理。

三、船舶電力推進分類

　　1、根據電力椎進的方式可分為以下五大類

　　①　可控硅整流器+直流電動機
　　②　交流異步電動機+可調螺距螺旋槳
　　③　電流型變頻器+交流同步電動機
　　④　交-交變頻器+交流同步電動機
　　⑤　電壓型變頻器+交流異步電動機

　　2、根據原動機型式可以分為柴油機電力推進、太陽能電力推進等

　　3、根據推進裝置功能,可以分為獨立電力推進裝置、聯合電力推進裝置以及特殊電力推進裝置等

四、船舶電力推進特點

　　1、可節省燃油，提高經濟性；
　　2、可提高螺旋槳的推進效率；
　　3、可提髙船舶的操縱性和機動性；
　　4、可提高系統安全性、可靠性和維修性；
　　5、可降低船舶噪聲；
　　6、可適應環保要求,同時提高船舶舒適性和隱蔽性；
　　7、可節省船舶空間；

五、船舶電力推進系統測試

　　大容量感應電機已成為滿足船舶電力推進迫切需求的首選電機，而變頻器供電的新型感應電機因具有高可靠性和高轉矩密度等特點，現已成為電力推進領域國內外研究的重點課題。
　　船舶電力推進系統的變頻器及感應電機試驗過程中，其變頻電參量的測量具有如下特點：

1、幅值變化范圍寬

　　電壓電流變化范圍寬，且不同電壓等級時，變頻器采用不同的控制方式。低壓時，采用兩電平控制，高壓時采用三電平控制。
　　一般的測試系統需要采用多組傳感器測量以提高精度，且傳感器換擋時造成數據丟失。

2、基波頻率變化范圍寬

　　額定頻率約10Hz，低頻可達1Hz甚至更低，一般儀表很難穩定讀數。

3、相位變化范圍寬

　　空載功率因數低于0.05，一般的功率測試系統很難準確測量。

4、非正弦、高畸變，諧波含量豐富

　　高帶寬，低基頻，對基波及諧波運算的存儲量及運算速度提出了很高的要求，常規分析儀器很難滿足要求。

5、相數多

　　大容量感應電機的相數已由三相、六相、逐漸發展為十五相。相數的增加對測試方法提出了新的需求，測試系統的復雜度也大幅度提升。

　　AnyWay變頻功率分析儀專業針對變頻器及變頻電機電參量測試而設計，可以很好的滿足上述測試需求，廣泛應用于船舶電力推進、電機、風機、水泵、風力發電、軌道交通、電動汽車、變頻器、特種變壓器、熒光燈、LED照明等領域的產品檢試驗、能效評測及諧波檢測。尤其適用于變頻電機試驗臺、高效電機試驗臺、牽引電機試驗臺、風力發電機試驗臺以及變壓器、變頻器、整流器、逆變器等各類變流器試驗測試系統。

圖2.　中國自主知識產權的船舶電力推進測試系統

六、船舶電力推進應用

　　進入21世紀，隨著現代電力電子技術、交流變頻調速技術、數字控制技術的進步，使船舶電力推進技術在機動性、可靠性、運行效率、推進功率等方面都取得突破性發展，應用領域不斷擴大。在國外已廣泛應用于破冰船、豪華游輪、海軍艦艇、石油鉆井平臺、海洋開發工程船、漁業船舶及拖帶船舶等等。而其中,電力推進系統首次在船舶上的應用起源于海軍軍艦,。

圖3．采用電力推進的中國海軍056型護衛艦