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淺談船舶電力推進(jìn)應用新模式和教學(xué)培訓半仿真模型方案
論文關(guān)鍵詞：電力推進(jìn) 船舶 模型
論文摘要：概述了最新的船舶電力推進(jìn)系統的基本情況，針對教學(xué)和實(shí)驗訓練的需要提出了半物理仿真模型方案與自動(dòng)化機艙實(shí)驗室電力推進(jìn)方案．
以電力電子技術(shù)進(jìn)步為依托的船舶電力推進(jìn)技術(shù)在近幾年有了突破性的發(fā)展．船舶電力推進(jìn)比傳統的柴油主機推進(jìn)方式有更多的優(yōu)越性，技術(shù)上和市場(chǎng)上都將成為未來(lái)船舶推進(jìn)裝置的發(fā)展方向．
1船舶電力推進(jìn)技術(shù)應用現狀概述
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(jìn)作為新一代艦船的推進(jìn)方式并提出設備系統模塊化的概念¨．但是由于技術(shù)的原因，電力推進(jìn)的應用一直受到限制．近幾年來(lái)，永磁同步電機、電力電子器件、交流調速技術(shù)和現代控制技術(shù)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了船舶電力推進(jìn)應用的商業(yè)化，電力推進(jìn)方式以長(cháng)時(shí)效和高效率運行模式給船東提供了更多的選擇．電力推進(jìn)作為大載重噸(DWT)民用運輸船舶推進(jìn)器正處于積極的發(fā)展階段．經(jīng)過(guò)近10年的努力，ABB，SIEMENS，ALSTOM等跨國公司現已開(kāi)發(fā)了從幾百KW到幾十MW的電力推進(jìn)器產(chǎn)品系列，其中尤以ABB，SIEMENS各自開(kāi)發(fā)的吊艙式電力推進(jìn)器AZIPOD系統和SSP系統最為引人注目．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(jìn)系統．截至2001年ABB收到訂單101套�？偣β�1067MW．國內海運公司、造船企業(yè)及設計單位也緊跟潮流，通過(guò)引進(jìn)合作在開(kāi)發(fā)建造電力推進(jìn)船方面取得重大進(jìn)展．船舶電力推進(jìn)作為現代電力電子技術(shù)進(jìn)步的必然結果和高新技術(shù)支撐的產(chǎn)物，比柴油主機推進(jìn)方式凸顯更多的優(yōu)越性，無(wú)論是技術(shù)上還是市場(chǎng)上都將成為船舶推進(jìn)裝置的發(fā)展方向，并覆蓋多種船型而成為未來(lái)船舶推進(jìn)器的主流，同時(shí)也給船電技術(shù)領(lǐng)域注入新的生命力．
2船舶電力推進(jìn)系統的組成與發(fā)展
2．1系統的組成
當今的船舶電力推進(jìn)系統是高技術(shù)、模塊化的系統，船舶電力推進(jìn)裝置是該系統的核心，整套系統通常包含主電站、變流電站、停泊電站、高壓變頻器、吊艙式電力推進(jìn)器和艏側推力器以及以局域網(wǎng)構成的系統控制監測網(wǎng)絡(luò )等大模塊．電力推進(jìn)船電力系統模塊簡(jiǎn)化示意框圖如圖1所示．該系統除了推進(jìn)
電機和螺旋槳外，其余各部分模塊都是通過(guò)電纜作柔性連接構成完整的電力推進(jìn)系統．目前，最先進(jìn)的大型電力推進(jìn)船的主電站裝機容量是柴油機推進(jìn)方式船舶電站容量的20倍以上，達(15～30)MVA，未來(lái)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；旋轉變流電動(dòng)一發(fā)電機組起著(zhù)降壓變壓器的作用并和低壓系統隔離，在航時(shí)為全船的低壓負載供電；吊艙式電力推進(jìn)器的推進(jìn)電機為永磁同步電機，有高效率和高功率密度特點(diǎn)，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，既是漿又是舵；主高壓變頻器為AC—AC變頻方式，用直接轉矩控制(DTC)同步電動(dòng)機推動(dòng)螺旋槳工作．全船各電氣系統控制基本由計算機、單片機和PLC分別獨立和聯(lián)網(wǎng)控制，參數設定更改用計算機操作．電力推進(jìn)與傳統柴油主機推進(jìn)主要電量指標比較見(jiàn)圖2所示．
2. 2系統的發(fā)展模式
伴隨著(zhù)以電力電子器件、交流調速技術(shù)、DSP(數字信號處理器)和ASIC(專(zhuān)用集成電路)技術(shù)為基礎的電力電子全數字微處理器的發(fā)展而發(fā)展，船舶電力推進(jìn)系統已形成內置組件模塊化、分系統集成化、集裝箱式緊湊型系統總成.船舶電力推進(jìn)基本上經(jīng)歷了5種發(fā)展模式，如圖3所示.
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