关于船舶综合电力推进系统的研究
2009-12-10 21:41:47 作者：ICAD1 来源：智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn
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船舶采用电力推进系统后，有利于进行计算机网络管理，有助于实现系统的自动控制，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准，大中型水面舰艇采用电力推进系统后，以高性能换来高机动性，以低噪声换来声学隐身效果，以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统，为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果，以最小的机舱换来更大的武器舱，增强战斗力。
摘要：从电力推进与柴油机推进的比较、电力推进的优点、电力推进系统的组成等方面综述了船舶综合电力推进系统，并较为全面地阐述了电力推进系统的关键设备：大功率变频器、推进电动机、吊舱式推进装置、电站管理及监控系统等。指出随着技术进步，电力推进优越性日益凸显，21世纪将是船舶电力推进系统发展的黄金时代。
1 概述
电力推进作为船舶的新型推进动力，世界各国都在进行深入的研究。国外已经开发了多种类型的电力推进系统，并在多型船舶上应用。国内在此领域的研究则刚刚起步。
作为船舶主动力系统的电力推进系统，由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护，正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统，目前，发达国家新造船舶的30%已采用电力推进系统。
本文将电力推进与柴油机推进作了比较，介绍其特点、系统组成、电站管理及监控系统，并分析了应用情况与前景。
2 电力推进与柴油机推进的比较
以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶动力装置，曾对船舶及航运的发展作出了重要贡献，然而这类动力装置也因其一些固有的缺陷阻碍了进一步发展，例如：占据空间过大，以柴油机和汽轮机为主机的船舶，其机舱空间都被体积庞大的发动机、机械传动装置、减速器和轴系等占据，舱室空间利用率大大降低，有效载荷减小。工作环境差，以柴油机或汽轮机为主机的机舱内，不仅振动大、噪声高，而且油污多，废气排放影响空气质量，卫生条件差。主机大而高，系统复杂，增加维护难度，加重维护工作量(轮机人员往往占船员的30%～45%)。船舶采用电力推进系统后，提高了柴油机效率约10%～15%，节约了维修保养费，显著地增加了船体可利用空间，同时船型优化，提供了安静的推进方式，并且通过柴油机在大于40%的负载匀速运转来减少污染(减少了N0x和S0x的排放)。除此之外，电力推进系统还将提高船舶的机动性、可靠性和电站的可利用率。
通过表1和表2的一艘高速集装箱船的船体、主机的参数将柴油机直接推进和柴油发电机电力推进进行对比：
下表是计算所要求的推进功率参数
3 电力推进的优点
如果将电力推进系统作为船舶主推进系统，则上述柴油机推进系统的缺陷将被克服或改观，它具有下列优点：
3.1优化机舱
采用电力推进系统后，机械噪声大幅度下降，振动减少，工作区整洁，减少废气排放，机舱内空气新鲜，环境质量得到改善。
3.2维护减轻
实现自动化监控，能很快发现问题，排除故障，可进行有针对性的适情和适时维护，既提高了适航性又减轻了工作量。原编制人员可减少50%-75%。
3.3性能提升
采用电力推进系统后，操纵控制方便，起动加速性好，过渡过程延时短，制动快，正反车速度切换快，可极大地提升船舶的操纵性，发挥出最佳的使用技术性能或战术技术性能。
3.4实现自控
船舶采用电力推进系统后，有利于进行计算机网络管理，有助于实现系统的自动控制，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准，大中型水面舰艇采用电力推进系统后，以高性能换来高机动性，以低噪声换来声学隐身效果，以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统，为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果，以最小的机舱换来更大的武器舱，增强战斗力。