一、船舶電力推進(jìn)簡介

 　　船舶電力推進(jìn)，通常是是以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳推進(jìn)船舶行駛的工作方式，它是船舶推進(jìn)方式中的一種。對于能源日益緊張、環(huán)境日益惡劣的當(dāng)今社會(huì)，電力推進(jìn)方式以其環(huán)保、節(jié)能的技術(shù)優(yōu)勢提供了高品質(zhì)船舶的應(yīng)用途徑。

二、船舶電力推進(jìn)結(jié)構(gòu)

　　船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)作為一種全新的系統(tǒng)，主要由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、配電板、變壓器、變頻器、電動(dòng)機(jī)、螺旋槳、控制系統(tǒng)等組成，如圖1所示。

圖1 船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　原動(dòng)機(jī)主要通過柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，配電板將所發(fā)出的電進(jìn)行用電分配后，傳輸給變壓器進(jìn)行調(diào)壓，再輸送至變頻器進(jìn)行整流、逆變，最終將電能傳送給電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳推進(jìn)船舶航行。而控制系統(tǒng)一般采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和能量的管理。

三、船舶電力推進(jìn)分類

　　1、根據(jù)電力椎進(jìn)的方式可分為以下五大類

　?、佟】煽毓枵髌?直流電動(dòng)機(jī)
　?、凇〗涣鳟惒诫妱?dòng)機(jī)+可調(diào)螺距螺旋槳
　?、邸‰娏餍妥冾l器+交流同步電動(dòng)機(jī)
　?、堋〗?交變頻器+交流同步電動(dòng)機(jī)
　?、荨‰妷盒妥冾l器+交流異步電動(dòng)機(jī)

　　2、根據(jù)原動(dòng)機(jī)型式可以分為柴油機(jī)電力推進(jìn)、太陽能電力推進(jìn)等

　　3、根據(jù)推進(jìn)裝置功能,可以分為獨(dú)立電力推進(jìn)裝置、聯(lián)合電力推進(jìn)裝置以及特殊電力推進(jìn)裝置等

四、船舶電力推進(jìn)特點(diǎn)

　　1、可節(jié)省燃油，提高經(jīng)濟(jì)性；
　　2、可提高螺旋槳的推進(jìn)效率；
　　3、 可提髙船舶的操縱性和機(jī)動(dòng)性；
　　4、可提高系統(tǒng)安全性、可靠性和維修性；
　　5、可降低船舶噪聲；
　　6、可適應(yīng)環(huán)保要求,同時(shí)提高船舶舒適性和隱蔽性；
　　7、可節(jié)省船舶空間；

五、船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)測試

　　大容量感應(yīng)電機(jī)已成為滿足船舶電力推進(jìn)迫切需求的首選電機(jī)，而變頻器供電的新型感應(yīng)電機(jī)因具有高可靠性和高轉(zhuǎn)矩密度等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為電力推進(jìn)領(lǐng)域國內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題。
　　船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的變頻器及感應(yīng)電機(jī)試驗(yàn)過程中，其變頻電參量的測量具有如下特點(diǎn)：

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(shí)，變頻器采用不同的控制方式。低壓時(shí)，采用兩電平控制，高壓時(shí)采用三電平控制。
　　一般的測試系統(tǒng)需要采用多組傳感器測量以提高精度，且傳感器換擋時(shí)造成數(shù)據(jù)丟失。

2、基波頻率變化范圍寬

　　額定頻率約10Hz，低頻可達(dá)1Hz甚至更低，一般儀表很難穩(wěn)定讀數(shù)。

3、相位變化范圍寬

　　空載功率因數(shù)低于0.05，一般的功率測試系統(tǒng)很難準(zhǔn)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(yùn)算的存儲(chǔ)量及運(yùn)算速度提出了很高的要求，常規(guī)分析儀器很難滿足要求。

5、相數(shù)多

　　大容量感應(yīng)電機(jī)的相數(shù)已由三相、六相、逐漸發(fā)展為十五相。相數(shù)的增加對測試方法提出了新的需求，測試系統(tǒng)的復(fù)雜度也大幅度提升。

　　AnyWay變頻功率分析儀專業(yè)針對變頻器及變頻電機(jī)電參量測試而設(shè)計(jì)，可以很好的滿足上述測試需求，廣泛應(yīng)用于船舶電力推進(jìn)、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、風(fēng)力發(fā)電、軌道交通、電動(dòng)汽車、變頻器、特種變壓器、熒光燈、LED照明等領(lǐng)域的產(chǎn)品檢試驗(yàn)、能效評測及諧波檢測。尤其適用于變頻電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、高效電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、牽引電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)以及變壓器、變頻器、整流器、逆變器等各類變流器試驗(yàn)測試系統(tǒng)。 

圖2.　中國自主知識產(chǎn)權(quán)的船舶電力推進(jìn)測試系統(tǒng)

六、船舶電力推進(jìn)應(yīng)用

　　進(jìn)入21世紀(jì)，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、交流變頻調(diào)速技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)的進(jìn)步，使船舶電力推進(jìn)技術(shù)在機(jī)動(dòng)性、可靠性、運(yùn)行效率、推進(jìn)功率等方面都取得突破性發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。在國外已廣泛應(yīng)用于破冰船、豪華游輪、海軍艦艇、石油鉆井平臺(tái)、海洋開發(fā)工程船、漁業(yè)船舶及拖帶船舶等等。而其中,電力推進(jìn)系統(tǒng)首次在船舶上的應(yīng)用起源于海軍軍艦,。 

圖3．采用電力推進(jìn)的中國海軍056型護(hù)衛(wèi)艦

　　我國在船舶電力推進(jìn)應(yīng)用方面的研究相對較晚,眾多與船舶類相關(guān)院校、科研院所都緊跟國際形勢，相繼開展了船舶電力推進(jìn)方面的研究，取得了一定的成績，己應(yīng)用到海洋輔助工作船、科考船、測量船、火車渡輪、挖泥船以及其它專業(yè)性船舶等方面。

---