船舶電力推進(jìn)技術(shù)

第一章概述

1.1船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)概述1.1.1電力推進(jìn)系統(tǒng)的構(gòu)成船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)一般由螺旋槳、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、原動機(jī)以及控制設(shè)備組成。

電力推進(jìn)用的原動機(jī)可以采用柴油機(jī)、汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。目前一般采用高速或中高速柴油機(jī)，大功率時采用汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。發(fā)電機(jī)可以采用直流他勵、交流同步或交流整流發(fā)電機(jī)等。電動機(jī)可以采用直流他勵電動機(jī)、交流同步電動機(jī)、異步電動機(jī)或永磁電動機(jī)等。船舶推進(jìn)器一般采用定距螺旋槳，因為其效率高，尺寸較小。1.1.2電力推進(jìn)系統(tǒng)的分類1．按原動機(jī)類型分類（1）柴油機(jī)電力推進(jìn)（2）蒸汽輪機(jī)電力推進(jìn)（3）燃?xì)廨啓C(jī)電力推進(jìn)（4）原子能反應(yīng)堆裝置電力推進(jìn)（5）燃料電池電力推進(jìn)

2．按電流種類分類（1）直流電力推進(jìn)（2）交流電力推進(jìn)（3）交直流系統(tǒng)電力推進(jìn)（4）直交流電力推進(jìn)3．按推進(jìn)功能分類（1）獨立電力推進(jìn)（2）聯(lián)合動力推進(jìn)（3）特種電力推進(jìn)（4）綜合電力推進(jìn)1.1.3電力推進(jìn)的特點電力推進(jìn)優(yōu)點：（1）布置安裝靈活。（2）易于獲得理想的拖動特性，提高艦船的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。（3）可以采用中高速不反轉(zhuǎn)原動機(jī)，降低了設(shè)備重量、體積。（4）操縱靈活，機(jī)動性能好。（5）可靠性高。（6）振動小。（7）適用性強(qiáng)。（8）燃料經(jīng)濟(jì)性。

電力推進(jìn)的缺點：（1）在最高速度時的總效率通常較低。（2）采用電氣設(shè)備可能引來一些需要防避的附加危害，如電氣設(shè)備中可能的火災(zāi)，故障引起的擾亂（閃絡(luò)、短路和接地）、電擊造成的人身傷害等等。（3）電力推進(jìn)裝置需要受過較好訓(xùn)練且具有較高技能的操作人員。（4）需要種類繁多的備件。1.2船舶電力推進(jìn)的應(yīng)用電力推進(jìn)多數(shù)應(yīng)用在具有下列特點的船舶上：（1）需要高度機(jī)動性能的船舶；（2）需要有特殊工作性的船舶；（3）具有大容量輔助機(jī)械的船舶；（4）軍用艦船。1.3船舶電力推進(jìn)發(fā)展趨勢1.3.1電力推進(jìn)發(fā)展概況1．試驗時期2．廣泛應(yīng)用時期3．充分應(yīng)用電力推進(jìn)特長時期4．蓬勃發(fā)展時期1.3.2電力推進(jìn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1．電力推進(jìn)現(xiàn)狀船舶綜合電力系統(tǒng)主要包括發(fā)電、配電、電能變換、電力推進(jìn)、監(jiān)測與控制等內(nèi)容。

（1）推進(jìn)電機(jī)

按電機(jī)類型，推進(jìn)電機(jī)分為直流推進(jìn)電機(jī)、交流推進(jìn)電機(jī)、永磁推進(jìn)電機(jī)和超導(dǎo)推進(jìn)電機(jī)。在水面船舶電力推進(jìn)中是交流推進(jìn)電機(jī)和永磁推進(jìn)電機(jī)并存的局面。在水下作業(yè)船只（含潛艇）電力推進(jìn)中直流推進(jìn)電機(jī)目前占主導(dǎo)地位。（2）變頻調(diào)速裝置

以主電路結(jié)構(gòu)形式來劃分，船舶電力推進(jìn)變頻調(diào)速裝置最常見的類型主要有四種：整流器或斬波器、交－交型循環(huán)變頻器、交－直－交電流源型變頻器（又稱同步變頻器）、交－直－交電壓源型變頻器（又稱PWM變頻器），它們可驅(qū)動不同類型的推進(jìn)電機(jī)。（3）推進(jìn)器

推進(jìn)器的種類有：常規(guī)軸系推進(jìn)器、Z型推進(jìn)器和吊艙式推進(jìn)器等2．電力推進(jìn)的發(fā)展趨勢

船舶操縱的靈活性、高可靠性、高效率、裝備的高功率密度等必然是電力推進(jìn)追求的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，船舶電力推進(jìn)技術(shù)也將不斷地向前發(fā)展。

美、英、法等國正在開展新一代綜合電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。其中，一些新技術(shù)如推進(jìn)電機(jī)