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淺談船舶電力推進應(yīng)用新模式和教學(xué)培訓(xùn)半仿真模型方案
論文關(guān)鍵詞：電力推進 船舶 模型
論文摘要：概述了最新的船舶電力推進系統(tǒng)的基本情況，針對教學(xué)和實驗訓(xùn)練的需要提出了半物理仿真模型方案與自動化機艙實驗室電力推進方案．
以電力電子技術(shù)進步為依托的船舶電力推進技術(shù)在近幾年有了突破性的發(fā)展．船舶電力推進比傳統(tǒng)的柴油主機推進方式有更多的優(yōu)越性，技術(shù)上和市場上都將成為未來船舶推進裝置的發(fā)展方向．
1船舶電力推進技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀概述
20世紀80年代末期，美國推出了“海上革命”計劃，把綜合電力推進作為新一代艦船的推進方式并提出設(shè)備系統(tǒng)模塊化的概念¨．但是由于技術(shù)的原因，電力推進的應(yīng)用一直受到限制．近幾年來，永磁同步電機、電力電子器件、交流調(diào)速技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的快速發(fā)展，極大地促進了船舶電力推進應(yīng)用的商業(yè)化，電力推進方式以長時效和高效率運行模式給船東提供了更多的選擇．電力推進作為大載重噸(DWT)民用運輸船舶推進器正處于積極的發(fā)展階段．經(jīng)過近10年的努力，ABB，SIEMENS，ALSTOM等跨國公司現(xiàn)已開發(fā)了從幾百KW到幾十MW的電力推進器產(chǎn)品系列，其中尤以ABB，SIEMENS各自開發(fā)的吊艙式電力推進器AZIPOD系統(tǒng)和SSP系統(tǒng)最為引人注目．近3年新建的游輪、渡輪、油輪、集裝箱船有30％采用吊艙電力推進系統(tǒng)．截至2001年ABB收到訂單101套�？偣β�1067MW．國內(nèi)海運公司、造船企業(yè)及設(shè)計單位也緊跟潮流，通過引進合作在開發(fā)建造電力推進船方面取得重大進展．船舶電力推進作為現(xiàn)代電力電子技術(shù)進步的必然結(jié)果和高新技術(shù)支撐的產(chǎn)物，比柴油主機推進方式凸顯更多的優(yōu)越性，無論是技術(shù)上還是市場上都將成為船舶推進裝置的發(fā)展方向，并覆蓋多種船型而成為未來船舶推進器的主流，同時也給船電技術(shù)領(lǐng)域注入新的生命力．
2船舶電力推進系統(tǒng)的組成與發(fā)展
2．1系統(tǒng)的組成
當(dāng)今的船舶電力推進系統(tǒng)是高技術(shù)、模塊化的系統(tǒng)，船舶電力推進裝置是該系統(tǒng)的核心，整套系統(tǒng)通常包含主電站、變流電站、停泊電站、高壓變頻器、吊艙式電力推進器和艏側(cè)推力器以及以局域網(wǎng)構(gòu)成的系統(tǒng)控制監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等大模塊．電力推進船電力系統(tǒng)模塊簡化示意框圖如圖1所示．該系統(tǒng)除了推進
電機和螺旋槳外，其余各部分模塊都是通過電纜作柔性連接構(gòu)成完整的電力推進系統(tǒng)．目前，最先進的大型電力推進船的主電站裝機容量是柴油機推進方式船舶電站容量的20倍以上，達(15～30)MVA，未來將達到50MVA以上，額定電壓為(3．3～6．6)KV或更高的中壓電壓等級；旋轉(zhuǎn)變流電動一發(fā)電機組起著降壓變壓器的作用并和低壓系統(tǒng)隔離，在航時為全船的低壓負載供電；吊艙式電力推進器的推進電機為永磁同步電機，有高效率和高功率密度特點，單機功率可達400KW～20MW，標準單元模塊系列為(400～5000)KW，可作360�；剞D(zhuǎn)，既是漿又是舵；主高壓變頻器為AC—AC變頻方式，用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)同步電動機推動螺旋槳工作．全船各電氣系統(tǒng)控制基本由計算機、單片機和PLC分別獨立和聯(lián)網(wǎng)控制，參數(shù)設(shè)定更改用計算機操作．電力推進與傳統(tǒng)柴油主機推進主要電量指標比較見圖2所示．
2. 2系統(tǒng)的發(fā)展模式
伴隨著以電力電子器件、交流調(diào)速技術(shù)、DSP(數(shù)字信號處理器)和ASIC(專用集成電路)技術(shù)為基礎(chǔ)的電力電子全數(shù)字微處理器的發(fā)展而發(fā)展，船舶電力推進系統(tǒng)已形成內(nèi)置組件模塊化、分系統(tǒng)集成化、集裝箱式緊湊型系統(tǒng)總成.船舶電力推進基本上經(jīng)歷了5種發(fā)展模式，如圖3所示.
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