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淺談船舶電力推進(jìn)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(jìn) 船舶 模型
論文摘要：概述了最新的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的基本情況，針對(duì)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的需要提出了半物理仿真模型方案與自動(dòng)化機(jī)艙實(shí)驗(yàn)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(tǒng)的柴油主機(jī)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(yīng)用現(xiàn)狀概述
20世紀(jì)80年代末期，美國(guó)推出了“海上革命”計(jì)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(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(jìn)的應(yīng)用一直受到限制．近幾年來(lái)，永磁同步電機(jī)、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(jìn)了船舶電力推進(jìn)應(yīng)用的商業(yè)化，電力推進(jìn)方式以長(zhǎng)時(shí)效和高效率運(yùn)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(yùn)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(guó)公司現(xiàn)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(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(jìn)系統(tǒng)．截至2001年ABB收到訂單101套�？偣β�1067MW．國(guó)內(nèi)海運(yùn)公司、造船企業(yè)及設(shè)計(jì)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(xiàn)代電力電子技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果和高新技術(shù)支撐的產(chǎn)物，比柴油主機(jī)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(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(jìn)系統(tǒng)是高技術(shù)、模塊化的系統(tǒng)，船舶電力推進(jìn)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(jìn)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(cè)網(wǎng)絡(luò)等大模塊．電力推進(jìn)船電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)化示意框圖如圖1所示．該系統(tǒng)除了推進(jìn)
電機(jī)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(gòu)成完整的電力推進(jìn)系統(tǒng)．目前，最先進(jìn)的大型電力推進(jìn)船的主電站裝機(jī)容量是柴油機(jī)推進(jìn)方式船舶電站容量的20倍以上，達(dá)(15～30)MVA，未來(lái)將達(dá)到50MVA以上，額定電壓為(3．3～6．6)KV或更高的中壓電壓等級(jí)；旋轉(zhuǎn)變流電動(dòng)一發(fā)電機(jī)組起著降壓變壓器的作用并和低壓系統(tǒng)隔離，在航時(shí)為全船的低壓負(fù)載供電；吊艙式電力推進(jìn)器的推進(jìn)電機(jī)為永磁同步電機(jī)，有高效率和高功率密度特點(diǎn)，單機(jī)功率可達(dá)400KW～20MW，標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)機(jī)推動(dòng)螺旋槳工作．全船各電氣系統(tǒng)控制基本由計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和PLC分別獨(dú)立和聯(lián)網(wǎng)控制，參數(shù)設(shè)定更改用計(jì)算機(jī)操作．電力推進(jìn)與傳統(tǒng)柴油主機(jī)推進(jìn)主要電量指標(biāo)比較見(jiàn)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(hào)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(jìn)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(jìn)基本上經(jīng)歷了5種發(fā)展模式，如圖3所示.
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