1、什么是電力推進？電力推進是由電動機來帶動螺旋槳或者其他推進器來推動船舶運動，而不是由原動機直接帶動推進器。電力推進系統(tǒng)基 本由機械原動機(柴油機、燃氣輪機或核動力)構(gòu)成，用以驅(qū)動交流發(fā)電機， 發(fā)電機再為推進電動機提供動力 。同傳統(tǒng)的機械推進方式相比，采用電力推進系統(tǒng)的船舶在經(jīng)濟性、振動噪聲、船舶操縱、 布置和安全可靠性等方面具有明顯優(yōu)點。船舶綜合全電力推進系統(tǒng) 包括：發(fā)電、輸電、配電、變電、拖動、推進、儲能、監(jiān)控和電力管理，是現(xiàn)行船舶平臺的電力和動力兩大系統(tǒng)發(fā)展的綜合；它不是電力推進加自動電站的簡單組合，而是從概念到方案、組成、配置、技術(shù)等均發(fā)生重大變化能量流與效率分析PinFrequency

2、ElectricconverterMotor要會計算相應的有功功率視在功率GeneratorSwitchboardrans-:former上圖中告訴各個環(huán)節(jié)的效率和功率因素電力推進節(jié)能原因分析節(jié)能原因一可調(diào)速的定距槳比定速可調(diào)螺距槳的水動力效率高。節(jié)能原因二電力推進系統(tǒng)的發(fā)電柴油機工作在定速和高負荷區(qū)對應的燃油效率較高而機械推進系統(tǒng)原動機燃油效率隨負載變化差異很大等。差別在較低推力的時候，比如DP和機動航行非常明顯。船舶電力推進系統(tǒng)的優(yōu)點(1) 機動牲繾好.囪于電動機的控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)的熱力機械，電力推進船舶的 機動性罷較好，還具有緊急停車時滑行距離短、小第度回轉(zhuǎn)和快速響應等優(yōu)點.（2）機艙小

3、、布置靈活，可增加船舶的栽貨載客能力電力推it系統(tǒng)減少了尾軸、 傳動裝覽以及熱力系統(tǒng)所帯要的大址輔機，（雖然竊增加一些電氣設備人總的來說節(jié)省了駙容°（3）推進效希尤其用艙式結(jié)構(gòu)省去了離'所以與傳統(tǒng)的定更漿（特別是大功 率船舶用雙漿時相比推進效率提高了驅(qū)f 10%.最近A舶和韓國三星船廠督對一 萬箱的集裝箱挺舶進廳技術(shù)和經(jīng)濟論證，其結(jié)診是対對于電力推進給而書，推進效率 與匏容的增如已抵消電力推進裝置初投資的壊加和二次換能損耗舄（4）節(jié)能和有利于環(huán)俁口減少各種燃油、滑油的消耗：減少廢氣松放和軽動喚聲 污染.G）適合于特珅船船的應冃.如戰(zhàn)艦、移動武平臺.皈冰蠟等這些船帕航行時 一般

4、不便用其他大功率的電力設備，若使用，則不航行，電站就獲得了很高的使冃率一：船舶電力推進系統(tǒng)類型1. 直流推進：可控硅整流器+直流電動機改變觸發(fā)電路輸出脈沖的相位，從而改變直流電機的電樞電壓，再由此改變電樞電流，實現(xiàn)電機速度的平滑調(diào)節(jié) 特點：調(diào)速簡單、性能好；結(jié)構(gòu)復雜、維護困難。存在功率極限和轉(zhuǎn)速極限2. 交流推進 變距槳+交流異步電動機優(yōu)點：A幾乎沒有影響電網(wǎng)的諧波，因為沒有采用大功率電力電子器件；B電動機轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定沒有脈動；C在設計點運行時效率很高 。 電流型變頻器+交流同步電動機 交一交變頻器+交流同步電動機 電壓型變頻器+交流異步電動機永磁電機推進：交流方波驅(qū)動的永磁無刷直流電動機 交流正

5、弦波驅(qū)動的永磁同步電動機3,交流電力推進系統(tǒng)優(yōu)點：（1）交流電機的極限容量大。（2）降低了電機的總損耗，提高了效率。（3 ）可以采用較高的電壓。（4）交流電機的結(jié)構(gòu)比直流電機簡單，維護方便。二：重點和關(guān)鍵技術(shù)：調(diào)速，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和電氣傳動主流技術(shù)：Siemens V/F矢量控制技術(shù)： SSPABB DTC直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)：AZIPOD三：與6脈波變頻裝置相比，12脈波變頻裝置具有系統(tǒng)響應速度快、諧波含量少、損耗降 低、轉(zhuǎn)矩脈動低等優(yōu)點。其缺點是所需電子元件數(shù)量大，對于6脈沖電路需要36個晶閘管,而12脈沖電路需要72個晶閘管，因而增加了成本。船舶電力系統(tǒng)組成tt它用電諛W¥ 頻悅&#

6、171;(£!戸貨匸Lj 富拒KJ電站曽理睪統(tǒng)(PMS：d嗟羽統(tǒng)主配電阪(1)電流型變頻器 CSI(Curre nt Source In verter)由整流器、濾波器、逆變器等三部分組成。工作原理是整流電路將電網(wǎng)來的交流電轉(zhuǎn)換成直流電；再經(jīng)三相橋式逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，供給推進電動機。電流型變頻器的直流中間環(huán)節(jié)，采用大電感濾波，直流電流波形平直， 對電動機來講，基本上是一個電流源。改變整流電路的觸發(fā)角，就改變了中間直流環(huán)節(jié)的電壓，相當于直流電動機的調(diào)壓 調(diào)速；改變逆變電路觸發(fā)脈沖的順序，即可改變推進電動機的轉(zhuǎn)矩方向，控制推進電動機 轉(zhuǎn)向，從而使控制電路大大簡化。(2)SY

7、NCHR0電力推進交流電通過三相橋式全控整流電路以及平波電抗器，再經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換后向交流同步 電機供電，此種推進方式通常被稱為SYNCHRO電力推進。SYNCHRO俞出頻率，受同步電機轉(zhuǎn)子所處角度控制：每當電機轉(zhuǎn)過一對磁極，變流裝置的交流電輸出相應地交變一個周期，保證變頻 器的輸出頻率和電機的轉(zhuǎn)速始終保持同步，不會出現(xiàn)失步和振蕩。系統(tǒng)功率因數(shù)根據(jù)電機速度，從額定速度時的0.9到低速的0之間變化。SYNCHRO電力推進系統(tǒng)主要有 6脈波、12脈波、24脈波等三種結(jié)構(gòu)形式，諧波 成分比較固定，消除比較容易。1312脈波SYNCHROS力推進系統(tǒng)，如果在電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)有兩組 LC無源濾波器，對 11次、

8、 次諧波進行補償，則對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的最低諧波分量就是23次諧波，此時的電網(wǎng)質(zhì)量可以滿足船級社的規(guī)定，故 12脈波的SYNCHRO電力推進系統(tǒng)應用較多。GOhtDiFSELGENERATORS&C-FOLEwo?COUPLINGCBSArQ)VARIABLE PITCH PROPELL 匚匚4UHIar1亠一(氐、1 1J1 r MOPtCDMTfKJLhpasinaiENCODE全IB電力紅QJMU中樂配電IswtfH,sB*xm”M船舶吊艙式電力推進的基本原理將電機置于槳轂中間直接驅(qū)動螺旋槳的吊艙式推進系統(tǒng)的方案，推進電機直接和螺旋槳相連,構(gòu)成獨立的推進模塊，吊艙掛于船體尾部，可以3

9、60。水平旋轉(zhuǎn)，推進方位角可以人為控制。吊能推追器優(yōu)點：(1 )采用體積小、重量輕的中高速柴油發(fā)電機組有利于艙室布置。(2 )根據(jù)不同負載的情況,燃料利用率得以提高。(3 )婁新設計的IW尾結(jié)構(gòu)具有很好的水動力特性。(4 )推進電機本身噪聲小:原動機恒速運行，結(jié)構(gòu)噪聲小。(5 )吊艙單元可以360°轉(zhuǎn)動r起到舵的作用r轉(zhuǎn)向更為靈活“(6隼成化.微型化、數(shù)宇化。(7 )可IU省去冷卻系統(tǒng)或逢卻空氣管道和冷卻風扇.從而節(jié)省空間.(8) 提高了船舶的安全性,提作簡便(9) 對于雙槳船而言邃系統(tǒng)與傳統(tǒng)推逬器相比,對動力的需求有所降低ABB吊艙式對轉(zhuǎn)螺旋槳(CRP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和特點? ABB

10、公司在推出吊艙電力推進的基礎(chǔ)上，于2000年推出了吊艙式 CRP系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。? 一般情況下，前螺旋槳由柴油主機驅(qū)動，也可以由電動機或汽輪機驅(qū)動；后面的吊 艙式推進器，還起著舵的作用。我們稱其為“主動舵”，而傳統(tǒng)的舵則稱為“被動舵”。(1) 該系統(tǒng)是由兩套完全獨立、且經(jīng)過實船檢驗，證明可靠性很高的推進系統(tǒng)組成，船舶 運行的安全性和可靠性得到了保證。(2) 船舶的推進功率可以在幾乎不增加機艙空間的前提下，較大幅度的得以提高。(3) 取消了舵機系統(tǒng)和尾側(cè)推器，總體上簡化了機械結(jié)構(gòu)。(4) 船舶的機動性和靈活性得以提高。815%,(5) 船舶的推進效率得以顯著提高。 試驗表明其推進效率比

11、雙機雙槳推進的效率要高與雙吊艙推進器船相比，效率也提高5%。電力二極管電力二極管的外形.結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號晶閘管特點（1）當晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。（2）當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導通。（3 ）晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導通。（4）若要使已導通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。應用：特別是快恢復二極管和肖特基二極管，仍分別在中、高頻整流和逆變，以及低壓高頻整流的場合具有不可替代的地位。門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）是晶閘

12、管的一種派生器件， 但可以通過在門極施加負的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。GTO的許多性能雖然與絕緣柵雙極晶體管、電力場效應晶體管相比要差，但其電壓、 電流容量較大，與普通晶閘管接近，因而在兆瓦級以上的大功率場合仍有較多的應用。(a)a)A(b)AKGTO n<J內(nèi)nli盤古術(shù)勾和I rtl產(chǎn)（J毎U出簽1： T絕緣柵雙極晶體管（IGBT）GTO中小功率電力電子設備的主導器件，并在繼續(xù)努力提高電壓和電流容量，以期再取代 的地位但區(qū)區(qū)區(qū)發(fā)射極 柵極G應用：中小功率電力電子設備的主導器件，并在繼續(xù)努力提高電壓和電流容量，以期再取代GTO的地位 集成門極換向晶閘管（IGCT）應用：由于

13、IGCT具有無需吸收電路和低開關(guān)損耗的特點，使它已成為中壓傳動的首選器件 之一。注入增強柵晶體管（IEGT它是電壓驅(qū)動型帶 MOS柵極，能控制大電流的電力電子器件。具有低飽和壓降，寬安全工作區(qū)低柵極驅(qū)動功率和較高的工作頻率。G,典型的交直交 電流型 變頻器（會畫此圖）PN上圖中兩個整流器采用不可控二極管，兩個整流器容量相同，整流輸出通過平衡電抗器 Lz1,Lz2抑制沖擊電流，Rz1, Rz2和Cz1, Cz2分別為整流電路的吸收電阻和電容。逆變器的結(jié)構(gòu)靈活多樣，主要有H橋型、兩電平型、多電平型等單相半橋逆變電路UdUm0tioJ1、t3t4J0冷1 t2t5 te1N t'V1:牯i

14、Vi:V2VDi VD2 VD1VD2(b)VD4VD3多電平逆變器 是20世紀80年代初提出的一種逆變器結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)可以在提高逆變器輸出電壓的同時降低輸出電壓的諧波，因此在高壓、大功率傳動領(lǐng)域得到了廣泛應用。推進電動機具有多個 Y型繞組，每個繞組對應一組三相逆變器，這樣可以解決逆變器之間的均流和環(huán)流問題。，同時形成的電動勢合成磁勢也隨電動機的相數(shù)增多而減少，可以有效降 低電動機=轉(zhuǎn)矩脈動，容錯性能更好。交交變頻器也稱為周波變頻器(Cycloconvertor)，它是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率交流電的逆變電路。因為沒有中間直流環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路。實際交交變頻器的主開關(guān)器件一般采用晶閘管，廣泛用于大功率交流電動機調(diào)速傳動系統(tǒng)，PNVa Vb Vc使用的主要是三相輸出交交變頻器。但單相交交變頻器是三相交交變頻器的基礎(chǔ)。450V,60Hz12222KVA11000KW壓載泵6600V,60Hz 貨物 112222KVA11000KW12222KVA11000KW6111KVA5500KW壓載泵20 16000KW080RPMM6.6KV 60Hz某液化天然氣運輸船電力推進系統(tǒng) 四臺發(fā)電機組構(gòu)成了 6.6kV、60Hz中壓供電系統(tǒng)，推進系統(tǒng)采用雙軸配置形式，單軸推進功率為16MW，推進電機為330