1船舶电力推进
船舶电力推进系统
船舶电力推进系统船舶电力推进系统是现代船舶设计中的重要部分，它的作用是为船舶提供高效、可靠的动力，以满足船舶的各种需求。
本文将详细介绍船舶电力推进系统的构成、特点、应用场景及其发展趋势。
一、系统构成船舶电力推进系统主要由发电机、变压器、配电板、变频器、推进器等组成。
其中，发电机负责将机械能转化为电能，变压器则将发电机输出的电压和电流进行调节，配电板负责对电能进行分配和控制，变频器则将电源频率转换为推进器所需的频率，推进器则最终将电能转化为机械能，推动船舶前行。
二、系统特点船舶电力推进系统具有以下优点：1、能量利用率高：电力推进系统中的电动机能量转换效率高达90%以上，相比传统燃油发动机，能量利用率更高。
2、航行平稳：由于电力推进系统可以通过调节电动机的转速和转向来控制推进器，因此可以实现船舶的平稳航行，减少震动和噪音。
3、维护方便：电力推进系统的机械部件相对较少，因此维护相对简单，寿命也更长。
4、环保：由于电力推进系统使用的燃料是电力，因此不会产生废气和噪音，对环境更加友好。
三、应用场景电力推进系统在船舶中的应用非常广泛，尤其是在大型船舶、高速船和军舰中，电力推进系统的优势更加明显。
例如，在大型油轮中，电力推进系统可以更好地满足油轮的平稳航行和货物运输需求；在高速船中，电力推进系统可以实现更高的航速和更好的舒适性；在军舰中，电力推进系统可以提高舰船的隐蔽性和作战能力。
四、发展趋势随着科技的不断进步，船舶电力推进系统也在不断发展。
未来，电力推进系统将更加智能化、高效化和环保化。
具体来说，以下是一些发展趋势：1、智能控制：未来的电力推进系统将更加智能化，可以通过传感器和人工智能技术实现自动化控制和优化，提高系统的效率和可靠性。
2、高效能源：未来的电力推进系统将更加注重能源的高效利用，例如采用更高效的发电机和电动机，以及更先进的能量储存技术，以提高系统的能量利用率。
3、环保技术：未来的电力推进系统将更加注重环保，例如采用更环保的燃料电池或太阳能等可再生能源技术，以减少对环境的影响。
1船舶电力推进
船 2、Steam engine 舶 主 3、Turbine: Steam、 Gas D.C.M. 机
4、Electric motor
A.C.M.
1、Internal-combustion engine
ห้องสมุดไป่ตู้
MAN B&W Suzler
Shunt excitation Series excitation Compound excitation Induction asynchtonous motor synchronous motor
Permanent magnet motor Superconducting motor
5、combination electricship Power supplies 燃油、风能、太阳能、核能、蓄电池、燃料电池
steam ship (steam-driven vessel)
船舶运动
Rudder propeller
船舶电力推进系统类型
直流推进
交流推进 永磁电机推进：交流方波驱动的永磁无刷直流电动机 交流正弦波驱动的永磁同步电动机
1、直流推进
1970年代以前，主要采用直流电力推进系统，直流电机转 速调整范围宽广和平滑，过载起动和制动转矩大，逆转运行特 性好；调速简单、性能好；结构复杂、维护困难。D.C.M存在 功率极限和转速极限。
3 电流型变频器+交流同步电动机 (CSI+Synchronous motor) (1)电流型变频器CSI(Current Source Inverter) 由整流器、滤波器、逆变器等三部分组成。 工作原理是整流电路将电网来的交流电转换成直流电； 再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给 推进电动机。 电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波，直 流电流波形平直，对电动机来讲，基本上是一个电流源。 改变整流电路的触发角，就改变了中间直流环节的电压， 相当于直流电动机的调压调速； 改变逆变电路触发脉冲的顺序，即可改变推进电动机 的转矩方向，控制推进电动机转向，从而使控制电路大 大简化。
船舶电力推进技术pdf
船舶电力推进技术
船舶电力推进技术是指使用电力驱动船舶推进系统的技术。
相比于传统的机械推进技术，电力推进技术具有更高的效率、更低的噪音和更少的污染排放，因此在现代船舶设计中得到了越来越广泛的应用。
船舶电力推进系统通常由以下几个部分组成：
1. 发电机：将机械能转换成电能，产生所需的电力。
2. 电动机：将电能转换成机械能，驱动船舶的螺旋桨旋转，产生推进力。
3. 电池组：作为备用电源，提供紧急电力供应或在需要时提供额外的电力。
4. 控制系统：负责监测和调节电力系统的运行，确保系统的稳定和安全。
船舶电力推进技术的优点包括：
1. 高效节能：电力推进系统可以实现高效节能，降低船舶的燃料消耗和排放。
2. 噪音低：电力推进系统的运转噪音较低，减少了对周围环境的噪音污染。
3. 灵活性高：电力推进系统可以根据需要调节输出功率，提高船舶的操纵灵活性。
4. 维护方便：电力推进系统的维护相对简单，可以减少
船舶的维护成本和停机时间。
船舶电力推进技术的缺点包括：
1. 初始成本高：电力推进系统的建设成本相对较高，需要投入大量资金。
2. 技术要求高：电力推进系统的设计和维护需要具备较高的技术水平。
3. 受电网限制：电力推进系统的运行需要依赖电网供电，受到电网供电的限制。
船舶直流组网电力推进技术发展优势报告
船舶直流组网电力推进技术发展优势报告随着船舶行业的发展，船舶电力推进技术也不断得到了改进和优化。
其中，船舶直流组网电力推进技术是当前较为先进的一种技术。
本文主要介绍船舶直流组网电力推进技术的发展优势。
一、提高船舶效率采用船舶直流组网电力推进技术可以有效提高船舶的效率。
相比于传统的交流电系统，直流电系统具有更高的电能转化效率和更低的能量损耗。
在船舶的电力供应和储存方面，直流电池和充电器具有更高的充电效率和更长的电池寿命，从而使得船舶运行更加高效。
二、提升船舶的可靠性在传统的交流电系统中，一旦发生短路或电路故障，整个电力系统就可能会瘫痪。
而直流电系统则可以更加灵活地应对这些故障，因为故障发生后只会影响到一个或几个电池单元，而不会影响到整个电力系统。
这种特性可以提高船舶的可靠性和安全性，从而降低船舶的维修成本和运营风险。
三、降低船舶的碳排放船舶是主要的碳排放来源之一。
采用船舶直流组网电力推进技术可以减少碳排放，因为直流电池和充电器所需的电源可以来自可再生能源，例如太阳能和风能。
此外，使用直流电推进系统可以减少能源的浪费，从而降低船舶的碳排放。
四、支持智能化船舶随着智能化技术的快速发展，越来越多的船舶需要智能化技术的支持。
船舶直流组网电力推进技术可以为智能化船舶提供更好的平台，因为它可以与各种智能化方案集成，如远程监控、自主导航、自动调节和自适应控制等。
这些功能帮助船舶更好地适应未来的智能化趋势，提高生产效率并减少人为干扰。
综上所述，船舶直流组网电力推进技术具有很多优势，在提高船舶效率、提升可靠性、降低碳排放、支持智能化船舶等方面都有显着表现。
这种技术的进步将使船舶更加清洁、高效和安全。
船舶直流组网电力推进技术的发展不仅在理论计算和实验室观测方面有所突破，在实际应用中也取得了不俗表现。
以下将选取相关数据进行分析。
一、直流电系统的效率比交流电系统高5-10%直流电系统具有更高的电能转化效率和更低的能量损耗，这也是船舶直流组网电力推进技术优势之一。
船舶电力推进技术简述
船舶电力推进技术简述摘要：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。
本文简要介绍了船舶电力推进装置的基本组成、船舶电力推进技术的优缺点以及发展趋势。
关键词船舶电力推进展望1概述自1833年第一艘电动实验船诞生到现在，电力推进系统的发展已经有170多年的历史。
二战期间，电力推进曾出现过一段流行期，由于当时交流电机调速技术不成熟，多采用直流电力推进，其调速系统简单、调速性能好。
但由于直流电机结构复杂、体积及重量大，并存在功率及转速极限等问题，故只能用在一些工程船舶及潜艇上，使得电力雏进在整个船舶推进领域中的发展受到限制。
20世纪80年代以来，随着电力电子技术迅速发展，大功率交流电机变频调速技术日益成熟，同时，为了迎合各国对船舶性能要求的进一步提高，船舶电力推进技术在国内外得以迅速发展。
近年来，综合全电力推进系统使得电力推进船舶在军事舰艇上得到了深入的研究。
实现了电力和动力两大系统的全面融合。
目前，电力推进越来越广泛的使用在潜艇、起重船、破冰船、挖泥船、消防船、滚装船、领航船、航标工作、船渡船、豪华游船以及军事舰艇上。
2船舶电力推进装置基本组成目前世界上使用电力推进的船舶，主要可分为两类:一类是电力推进与其他发动机推进结合的混合推进，例如英国23型护卫舰；另一类是全电力推进，即使用一个电站供电给推进装置和其他辅助装置，例如美国DD21水面舰艇。
船舶电力推进装置一般由原动机、发电机、电动机、螺旋桨以及控制单元组成。
原动机带动发电机，发电机带动推进电机，电机驱动螺旋桨，推动船舶航行。
因螺旋桨所需功率很大，一般需要设置两个单独的电站：推进电机电站和辅机电站，分别给推进电机和辅机供电。
目前的原动机一般使用高速或中高速的柴油机，推进装置一般有直流电力推进和交流电力推进两种。
3船舶电力推进技术优缺点3.1船舶电力推进技术具有的主要优点(1)可获得所需要的推进电机机械特性，以满足不同航行工况的要求，这对主机以及船舶的经济性有利。
船舶电力推进第一讲
• —在其他方面的优异性能，如机动性、可靠性、 布置的灵活性等方面都有了突破性的进展，从而 使船舶电力推进技术的应用领域不断扩大，除应 用于破冰船、挖泥船、渡轮等工程船以外，还广 泛应用于油轮、游轮、集装箱船、散货船等中大 型常规船舶，显示出了广阔的市场前景。据统计， 近年来新建的油轮、渡轮、游轮、集装箱船有 30%采用电力推进系统。 • —业内专家认为，到2010年，仅仅用于船舶电力 推进的电动机和发电机的全球市场份额就将达到 每年20亿~40亿美元。可以预计，电力推进将是 一种被广泛采用的先进的船舶推进系统
Mechanical Energy
Other loads Motor
Electric energy
Energy Fossil ： sources Atomic …
Prime ：Diesel Turbine engine ...
Generator
Fuel Cell
Propellers
Example of MEPS
— 1900年10月12日，第一艘美海军潜水艇下水，采
－1920年，S/S NOMANDY 邮轮下水，功 率达到29MW，采用蒸汽透平为原动机，以 同步发电机及同步电动机组成的电力传动 来带动螺旋桨。而同期使用电力推进的航 空母舰其功率已达到180，000HP －1934年，第一艘使用变距浆的船只下水。 在其专利问世30年以后的这项技术，使交 流电机可能用于电力推进。
• 原动机与推进器机械连接的系统在很多场合已经不能满足 船东对船舶功能及指标的需求 —大型主机及其轴系占据了巨大空间，其刚性的连接， 制约了全船的布置，例如小水线面船、滚装船、豪华邮轮 等都不能接受这种系统。集装箱船会因此而损失装箱空间， 而舰艇则需要更多的武器弹药空间。
第1章 船舶电力推进介绍
（1）推进电机
按电机类型，推进电机分为直流推进电 机、交流推进电机、永磁推进电机和超导 推进电机。在水面船舶电力推进中是交流 推进电机和永磁推进电机并存的局面。在 水下作业船只（含潜艇）电力推进中直流 推进电机目前占主导地位。
（2）变频调速装置
以主电路结构形式来划分，船舶电力推 进变频调速装置最常见的类型主要有四种 ：整流器或斩波器、交－交型循环变频器 、交－直－交电流源型变频器（又称同步 变频器）、交－直－交电压源型变频器（ 又称PWM变频器），它们可驱动不同类型 的推进电机。
电力推进的缺点：
（1）在最高速度时的总效率通常较低。 （2）采用电气设备可能引来一些需要防避的附加危害，如电气设备 中可能的火灾，故障引起的扰乱（闪络、短路和接地）、电击造成 的人身伤害等等。
（3）电力推进装置需要受过较好训练且具有较高技能的操作人员。 （4）需要种类繁多的备件。
1.2船舶电力推进的应用
发电和推进系统推进负载推进电机推进变流器脉冲负载监测与控制系统交直流母线电力交换模块原动机发电机区域配电交直流母线原动机电力交换模块推进变流器发电机脉冲负载推进电机推进负载发电和推进系统ggmm1推进电机按电机类型推进电机分为直流推进电机交流推进电机永磁推进电机和超导推进电机
船舶电力推进技术
第一章 概述
2．按电流种类分类 （1）直流电力推进 （2）交流电力推进 （3）交直流系统电力推进 （4）直交流电力推进
3．按推进功能分类 （1）独立电力推进 （2）联合动力推进 （3）特种电力推进 （4）综合电力推进
1.1.3电力推进的特点
电力推进优点： （1）布置安装灵活。 （2）易于获得理想的拖动特性，提高舰船的技术经济性能。 （3）可以采用中高速不反转原动机，降低了设备重量、体积。 （4）操纵灵活，机动性能好。 （5）可靠性高。 （6）振动小。 （7）适用性强。 （8）燃料经济性。
现代船舶电力推动系统的发展PPT
高效能电机技术采用了先进的电磁设计、材料和制造工艺，提高了电机的效率和可靠性。它能够有效地将电能转化为机械能，为船舶推进提供强大的动力。同时，该技术还能够降低能耗和排放，减少对环境的影响。
详细描述
高效能电机技术
总结词
船舶电网技术是现代船舶电力推动系统的重要组成部分，它能够实现船舶各系统的高效、安全供电，提高船舶的稳定性和可靠性。
船舶电力推动系统的挑战与机遇
05
结论
船舶电力推动系统是指通过电力方式驱动船舶推进器的一种技术。随着科技的不断进步，现代船舶电力推动系统已经成为船舶领域的重要发展方向。
自20世纪中叶以来，随着电力电子技术和电机控制技术的飞速发展，船舶电力推动系统逐渐成为研究的热点。经过几十年的发展，船舶电力推动系统的技术已经日趋成熟，并在大型船舶、特种船舶和海洋工程装备等领域得到广泛应用。
详细描述
船舶电网技术通过优化船舶电力系统的结构和布局，实现了船舶各系统的高效、安全供电。它采用了先进的电力电子技术和智能控制技术，提高了船舶电网的稳定性和可靠性。同时，该技术还能够降低船舶电网的能耗和排放，减少对环境的影响。
船舶电网技术
智能船舶与无人船舶技术
智能船舶与无人船舶技术是现代船舶电力推动系统的重要发展方向，它能够提高船舶的自主航行能力和智能化水平，降低人工成本和安全风险。
高效稳定
电力推动系统能够实现快速启动和稳定运行，提高船舶的机动性和稳定性。
降低成本
电力推动系统的长期运营成本相对较低，能够节省大量的维护和运营费用。
03
现代船舶电力推动系统的技术发展
大功率电力电子变换器技术是现代船舶电力推动系统的核心技术之一，它能够实现高效率、高功率密度的电能转换，为船舶推进系统提供稳定、可靠的动力。
船舶电力推进系统的发展
船舶电力推进系统的发展船舶电力推进系统已有近百年历史，但是由于受各种因素制约，发展缓慢，且大多数只应用在特种船舶上。
从20世纪80年代起，供电系统、推进电机和微电子及信息技术的迅猛发展，使船舶电力推进装置打破了长期徘徊局面，得到了大力的发展。
电力推进系统基本由机械原动机(柴油机、燃气轮机或核动力)构成，用以驱动交流发电机，发电机再为推进电动机提供动力。
电动机可能是直流、交流同步电动机或交流感应电动机。
同传统的机械推进方式相比，采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。
船舶综合全电力推进系统包括：发电、输电、配电、变电、拖动、推进、储能、监控和电力管理，是现行船舶平台的电力和动力两大系统发展的综合；它不是电力推进加自动电站的简单组合，而是从概念到方案、组成、配置、技术等均发生重大变化，给未来的船舶带来一场革命。
1船舶电力推进装置的组成常用船舶电力推进装置一般由下述几部分组成：原动机、发电机、电动机、螺旋桨以及控制调节设备。
其结构如图l所示。
2船舶电力推进系统的方案分类2．1永磁电机技术现代永磁电机采用稀土材料励磁，不仅使电机尺寸大大减小，重量减轻，而且使之维护方便，运行可靠，效率提高。
与同容量的异步电动机相比，永磁电机效率提高了4％～13％，功率因子提高了5％～20％。
但由于转子磁场强度受到当前永磁材料的限制，10～30 MW额定功率的永磁电动机的设计仍面临极大的困难。
2．2超导电磁推进技术超导电磁推进技术是利用安装在船上的超导线圈产生的磁场与通过海水的电流之间的作用，产生一个沿着船的纵轴方向的劳伦磁力，并由向船尾运动的海水喷射而获得推力。
美国于1980年完成了300 kW的电磁推进船海上试验，并制造了2250kW的样机。
日本于1985年成立了“超导电磁推进开发委员会”，开始从事超导电磁推进船的开发工作。
1992年，世界上第一艘载人超导电磁推进船“大和一号”在日本神户港正式试航成功，标志着超导电磁推进技术进入实用阶段。
船舶电力推进原理
船舶电力推进原理嗨，朋友！你有没有想过，那些在大海上航行的巨轮是怎么动起来的呢？今天呀，我就来给你讲讲船舶电力推进这个超酷的东西。
先来说说传统的船舶推进方式吧。
就像我们人走路，靠脚一步一步地往前迈，传统船舶大多靠的是柴油机或者蒸汽轮机带动螺旋桨来推动船前进。
这种方式就像是一个大力士，靠着自己的力气，生硬地转动那个大螺旋桨。
可这种方式也有不少麻烦事儿呢。
比如说，机械结构复杂，维护起来那叫一个费劲，就像照顾一个脾气古怪的老古董一样，时不时就出点小毛病。
而且呀，噪音还特别大，就像一群人在你耳边不停地敲锣打鼓，在船上工作或者休息的人可就遭罪喽。
那这时候，船舶电力推进就闪亮登场啦。
想象一下，船舶电力推进就像是一个超级智能的魔法系统。
它主要由电源、推进电机、螺旋桨还有控制系统这几个部分组成。
这电源就好比是整个系统的能量心脏。
它可以是发电机组，也可以是蓄电池。
就像我们人要吃饭才能有力气干活一样，这个电源为整个推进系统提供源源不断的电能。
再看看这个推进电机，哇塞，它可是这个魔法系统里的大力神呢！电能传到推进电机这儿，电机就像被施了魔法一样，快速地转动起来。
这电机的转速可以根据船舶的航行需求灵活调整，就像我们开车换挡一样方便。
而且呀，电机转动带动螺旋桨旋转，推动船舶前进的过程非常顺畅，就像滑冰运动员在冰面上滑行一样，没有那种磕磕绊绊的感觉。
还有那个控制系统，简直就是这个魔法系统的大脑。
操作人员就像魔法师一样，通过这个控制系统对整个电力推进系统进行指挥。
比如说，当船舶需要加速的时候，操作人员在控制系统上操作一下，就像魔法师挥动魔法棒一样，电源就会提供更多的电能给推进电机，电机转得更快，螺旋桨也就转得更快，船就“嗖”的一下加速啦。
我有个朋友是船员，他跟我讲过他在电力推进船舶上的经历呢。
他说：“以前在传统推进的船上，那机器的轰鸣声吵得我晚上都睡不好觉。
现在可好喽，在这电力推进的船上，安静得很呢。
就像从嘈杂的菜市场一下子来到了安静的图书馆。
船舶电力推进技术概况文档
船舶电力推进技术概况文档1. 引言随着全球经济的快速发展，海洋运输业的重要性越来越凸显，而船舶推进技术作为海洋运输业中的关键领域，更是倍受关注。
电力推进技术作为目前海洋运输业中较为可行的推进技术之一，越来越受到业内外的关注。
本文将对船舶电力推进技术作一概括性的介绍和解析。
2. 船舶电力推进技术的基本原理船舶电力推进技术的基本原理是利用船舶上的内燃机等传统动力装置用于驱动发电机，通过电源电动机的转动产生动力，从而实现船舶的移动。
这里的电源电动机将能源转换为机械能，进而推动船舶前行。
同时，船舶电力推进技术还可以通过连接多个电机来实现船舶的多点推进，从而增强船舶的推进效率。
3. 船舶电力推进技术的优缺点3.1 优点船舶电力推进技术相较于传统的直接驱动船舶动力源来说，具有很多优点。
首先，电力推进技术具有无污染性。
因为它不需要燃料的直接爆燃来驱动船舶，所以相较于传统的船舶推进方式更加环保。
其次，电力推进技术的操作更加省力。
因为电力推进技术需要的只是电动机的控制，基本上可以实现自动化操作，更加简单方便。
最重要的是，电力推进技术能更好地满足不同地区和不同尺寸的船舶的推进需求。
因为船舶推进技术的基本原理是引擎和推进器的直接混合推力，所以不同的船舶需要的推进力量也不同，而这正是船舶电力推进技术的优势所在。
3.2 缺点船舶电力推进技术相较于传统船舶推进技术也存在一定的不足。
首先，电力推进技术需要高昂的建造成本和更大的电池储存容量。
如果船舶的尺寸更小，往往会需要更高的电池储存容量，进而带来更大的建造成本。
其次，这种电力推进技术在一些航行环境下会受到比传统推进技术更严重的影响。
比如在船舶冰区的环境下，电力推进技术的效率会因为冰的干扰而出现下降，从而影响船舶的推进速度和推进能力。
4. 船舶电力推进技术的应用现状目前，世界上许多船舶制造厂商和船东都已经开始采用电力推进技术。
部分欧洲和北美地区的航运企业的大型船只，如货轮、客轮等，均已采用电力推进技术，以减少对环境的影响并提高航行效率。
第1章 船舶电力推进介绍
船舶推进器一般采用定距螺旋桨，因为其效率高，尺 寸较小。
1.1.2电力推进系统的分类
1．按原动机类型分类 （1）柴油机电力推进 （2）蒸汽轮机电力推进 （3）燃气轮机电力推进 （4）原子能反应堆装置电力推进 （5）燃料电池电力推进
电力推进的缺点：
（1）在最高速度时的总效率通常较低。 （2）采用电气设备可能引来一些需要防避的附加危害，如电气设备 中可能的火灾，故障引起的扰乱（闪络、短路和接地）、电击造成 的人身伤害等等。
（3）电力推进装置需要受过较好训练且具有较高技能的操作人员。 （4）需要种类繁多的备件。
1.2船舶电力推进的应用
1．电力推进现状 船舶综合电力系统主要包括发电、配电、电能 变换、电力推进、监测与控制等内容。
原动机 发电机 G
脉冲负载
电力交 换模块
推进变 流器 M 推进电机
推进负载 发电和推进系统
区域配电 交/直流母线
交/直流母线 监测与控制系统
原动机 G 发电机
电力交 换模块
脉冲负载
推进变 流器
M 推进电机
（3）推进器
推进器的种类有：常规轴系推进器、Z型 推进器和吊舱式推进器等
2．电力推进的发展趋势
船舶操纵的灵活性、高可靠性、高效率、装备的高功率密度等必 然是电力推进追求的目标。随着科学技术的不断进步，船舶电力推 进技术也将不断地向前发展。
美、英、法等国正在开展新一代综合电力系统的关键技术研究。 其中，一些新技术如推进电机采用高温超导电机、变频调速装置采 用基于碳化硅的功率器件以及输电电网采用直流电网等，将大大降 低新一代综合电力系统的体积、重量，提高其应用范围和应用灵活 性。
小型船舶电力推进改造项目研发主要内容及创新点
小型船舶电力推进改造项目研发主要内容及创新点随着我国海洋事业的蓬勃发展，小型船舶在海洋工程、渔业、水上运输等领域发挥着重要作用。
传统的柴油机推动方式在小型船舶上存在着诸多问题，包括噪音大、污染严重、维护成本高等。
针对这些问题，我国航海领域的科研单位积极探索新的动力推进方式，以实现小型船舶的节能、环保、安全等目标。
电力推进技术被认为是一种可行的替代方案，因其具有环保、噪音低、易维护等优点。
本文将介绍小型船舶电力推进改造项目的研发主要内容及创新点。
一、研发对象小型船舶电力推进改造项目主要针对渔船、游艇、水上观光船等小型水面船舶。
这些船舶一般使用柴油机作为动力来源，推进方式传统且存在许多弊端。
通过电力推进改造，可以有效解决这些问题，提升小型船舶的性能和环保性。
二、技术路线1. 电动机选型在进行电力推进改造时，首先需要选用高效、可靠的电动机。
针对不同类型的小型船舶，需要选择适合的电动机类型和功率。
考虑到船舶工作环境的复杂性，电动机的防水、防腐蚀性能也是非常重要的考量因素。
2. 能源管理系统电力推进系统需要一个稳定可靠的能源管理系统，以保证船舶的航行安全和续航能力。
这个系统需要能够监测和控制电池组的充放电过程，实现对能源的高效利用，并具备智能化管理功能，以维护电池组的性能和寿命。
3. 推进器设计推进器是电力推进系统中的核心部件，其设计直接影响船舶的航行性能和能源消耗。
在小型船舶电力推进改造项目中，需要设计适合的推进器类型和参数，以实现船舶的高效推进和灵活转向。
4. 配电系统设计配电系统是小型船舶电力推进系统的重要组成部分，其设计需要考虑船舶的动力需求和供电稳定性。
合理设计配电系统可以有效减少电能损耗，提升系统的整体效率。
5. 控制系统电力推进系统的控制系统需要具备智能化、自适应的特点，能够根据船舶的航行状态实时调整功率输出和推进方式，以提高船舶的操纵性和航行安全性。
三、创新点1. 电动机选用本项目针对小型船舶的特点，研发了一款具有高效、小巧、防水等特点的电动机，在维持良好的动力输出的尽可能减小电动机对船舶舱室空间的占用。
船舶综合电力推进系统
电缆和变压器参数计算
确定电缆截面积、绝缘材料和变压器 容量等，以满足系统电压、电流和功 率要求。
优化策略及实施方法
能量管理策略优化
01
通过智能算法和实时数据分析，优化能量分配和管理，提高系
统效率和稳定性。
设备布局与空间优化
02
合理布局设备，减少空间占用和重量，提高船舶载货量和航行
性能。
控制系统集成与优化
制技术等。
技术挑战分析
分析综合电力推进系统在市场推 广过程中遇到的困难，如成本较 高、船东接受度有限等，并提出 相应的解决策略。
市场推广难题
研究国际和国内法规政策对综合 电力推进系统发展的影响，以及 如何通过政策引导推动其更广泛 的应用。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
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REPORTING
控制策略
采用先进的控制算法和技术，如矢量控制、直接转矩控制等，实现推进装置的高 效控制和优化运行。
储能装置及其应用
储能装置
包括电池、超级电容、飞轮等储能设 备，用于储存和释放电能。
应用场景
在船舶电力推进系统中，储能装置可 用于峰值削峰、能量回收、备用电源 等场景，提高电力系统的稳定性和经 济性。
PART 03
02
采用先进的故障诊断算 法，及时发现并定位故 障点。
03
制定详细的故障排除流 程，指导船员快速有效 地解决故障问题。
04
建立故障数据库，对常 见故障进行分类整理， 为后续的故障预防提供 参考。
预防性维护计划制定
01
02
03
04
根据船舶电力推进系统的特点 和运行状况，制定针对性的预
防性维护计划。
合理安排维护周期和项目，确 保关键部件得到及时维护和更
船舶电力推进第三讲
降低噪音和振动
与传统的机械推进方式 相比，电力推进系统的 电动机工作噪音和振动 较小，提高了船舶的舒 适性。
船舶电力推进的应用场景
大型游轮
大型游轮需要大功率的推进系统，同 时要求船舶布局更加灵活，因此电力 推进系统成为大型游轮的首选。
船舶电力推进第三讲
目录
• 船舶电力推进系统概述 • 船舶电力推进系统的组成 • 船舶电力推进系统的运行与维护 • 船舶电力推进技术的发展趋势 • 船舶电力推进系统的未来展望 • 船舶电力推进案例分析
01 船舶电力推进系统概述
船舶电力推进的定义
船舶电力推进是指通过电动机直接驱 动船舶螺旋桨，实现船舶推进的一种 技术方式。
科考船的电力推进系统
01
科考船的电力推进系统通常采用柴油发电机组或燃料电池作为主电源， 以满足科考任务的需求。
02
科考船的推进电机通常采用电动机，通过减速器和推进轴将动力传递 到螺旋桨上。
03
科考船的电力推进系统还需要配备多种传感器和控制系统，以实现精 确的航行控制和动力分配。
04
科考船的电力推进系统还需要考虑环保性能，以降低排放和噪音对环 境的影响。
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军用舰艇的电力推进系统
军用舰艇通常采用燃气轮机或柴油发电机组作为主电源， 以满足高功率和快速响应的需求。
为了提高机动性和作战能力，军用舰艇通常配备有多种 推进系统，如全电力推进、柴电联合推进等。
军用舰艇的推进电机通常采用电动机或柴油发电机，通 过减速器和推进轴将动力传递到螺旋桨上。
军用舰艇的电力推进系统还需要考虑隐身性能，以降低 电磁、声学和红外信号特征。
船舶电力推进监视系统综述 船舶电子电气工程
题目：船舶电力推进监视系统综述专业：船舶电子电气工程摘要电力推进在船舶推进方法之一。
经过近百年的发展，现代电力电子技术和大功率交流电机变频调速技术日益成熟，船舶电力推进技术也有着非常广泛的应用。
船舶电力推进技术的发展，使用电力推进技术船舶的发电量和推进功率等级也越来越高，对电力的使用量也越来越大，加上船舶工作环境本身的恶劣性，特殊性，对电力推进监控系统的可靠性、操作性、系统结构的高度分散性、现场环境的适应性提出了更高的要求。
为了满足需求，计算机控制技术、信息技术和网络通信技术在电力推进监控系统中得到广泛应用，电力推进监控系统正逐步向集成化、模块化和智能化发展，这使得船舶监控系统越来越完善，监控系统越来越复杂，技术含量也越来越高，船舶的安全性能也越来越高。
论文旨在分析船舶电力推进监控系统的功能要求，硬件组成，软件组态，体系结构以及船舶电力推进监控系统关键技术，以及系统的应用前景的介绍。
关键词：电力推进，电力推进监视系统，智能化1AbstractElectric propulsion is one of ship propulsion methods. After nearly 100 years of development, modern power electronics technology and high power ac motor frequency control technology is becoming more and more mature, Marine electric propulsion technology has also been widely used. Ship electric propulsion technology development, the use of electric propulsion ship power and propulsion power is becoming more and more high grade, usage of electricity is becoming more and more big, plus shipping work environment itself , particularity, the reliability of electric propulsion monitoring system, practical, highly decentralized system structure, the environmental adaptability of higher requirements are put forward.In order to meet the demand, the computer control technology, information technology and network communication technology is widely used in electric propulsion monitoring system, electric propulsion monitoring system is gradually to the integration, modularization and intelligent development, which makes the ship monitoring and control system is more and more perfect, monitoring and control system is more and more complex, more and more is also high technical content, the ship's safety is becoming more and more higher.This paper aims to analyze the functional requirements, hardware composition, software configuration, architecture and key technologies of Marine electric propulsion monitoring system, as well as the application prospect of the system.Key words: electric propulsion, electric propulsion monitoring system, intelligent目录前言 (1)1. 船舶电力推进系统简介 (2)1.1电力推进系统组成 (2)1.1.1船舶发电机组 (3)1.1.2高低压配电板 (3)1.1.3推进变压器 (3)1.1.4 变频装置 (3)1.1.5推进电机 (3)1.1.6推进装置 (3)1.2船舶电力推进系统的特点 (4)2.船舶电力推进监视系统 (5)2.1电力推进监视系统的组成 (5)2.1.1 功率管理系统组成及其功能 (5)32.1.2推进控制系统组成及其功能 (6)2.1.3机舱监测报警系统的组成及功能 (6)2.2电力推进监视系统组成硬件 (8)2.2.1主控设备PLC (8)2.2.2人机界面产品HMI设备 (10)2.2.3网络连接设备 (12)2.3电力推进监视系统组态软件 (12)3.船舶电力推进监控系统关键技术 (14)3.1串行通信接口技术 (14)3.1.1串行通信技术 (14)3.1.2接口标准介绍 (15)3.2总线技术 (15)3.2.1 CAN总线技术 (15)3.2 CAN总线分层结构 (16)3.2.2 PROFIBUS总线技术 (17)3.3传感器技术 (19)4.船舶电力推进监控系统的应用前景 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)13-17。
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为了防止起动时电流和扭矩过大等不利影响，以及 满足规范对船舶电站压降的要求，这种电力推进方式 启动时必须采用船舶电站规定启动大电机需要的最小 台数运行机组，以及电机采用Y一△启动、软启动器 启动等方式。 这种推进方式只适合于中、小功率船舶，或1000kW 以下的侧推装置，因为微软起动器目前还只有中、小 功率的低压产品。
SYNCHRO电力推进系统缺点 •低速运行时，电流型变频器将电流控制在零附近脉动，转矩 输出也存在脉动，给轴系带来振动； •时间常数较大(由于直流电同感性负载相连)，所以系统动态 响应较差； •电流型逆变电路中的直流输入电感数值很大才能够构成一个 电流源，使直流回路电流恒定，所以电感重量、体积都很大，使 得电流型逆变器使用受到一定限制。 优点 •起动电流接近等于零，起动转矩最高可达50％额定转矩； •价格上有一定的优势； •控制方便，操作灵活； •能匹配特大功率电机，目前已达40～60MW。
船舶电力推进系统类型
直流推进
交流推进 永磁电机推进：交流方波驱动的永磁无刷直流电动机 交流正弦波驱动的永磁同步电动机
1、直流推进
1970年代以前，主要采用直流电力推进系统，直流电机转 速调整范围宽广和平滑，过载起动和制动转矩大，逆转运行特 性好；调速简单、性能好；结构复杂、维护困难。D.C.M存在 功率极限和转速极限。
2 交流异步电动机+可调螺距螺旋桨
交流异步电动机+可调螺距螺旋桨模式，也称为 DOL(Direct on line)模式，多采用鼠笼式感应恒速电机驱动 变距桨实现，船速的控制靠改变螺旋桨的螺距。为了增加可 操纵性，也可用极数转换开关实现电机速度控制。
优点 •几乎没有影响电网的谐波，因为没有采用大功率电力 电子器件； •电动机转矩稳定没有脉动； •在设计点运行时AZIPOD
吊舱式SSP推进器
•可控硅整流器+直流电动机 •变距桨+交流异步电动机 •电流型变频器+交流同步电动机 •交一交变频器+交流同步电动机 •电压型变频器+交流异步电动机 船舶电力推进装置选择：价格、功率范围、推进效 率、起动电流、起动转矩、动态响应、转矩波动、功 率因数、功率损耗、谐波等指标。 重点和关键技术：调速 实现能量转换和电气传动 Siemens V/F矢量控制技术：SSP
(2)SYNCHRO电力推进
交流电通过三相桥式全控整流电路以及平波电抗器，再经过 逆变器转换后向交流同步电机供电，此种推进方式通常被称为 SYNCHRO电力推进。 SYNCHRO输出频率，受同步电机转子所处角度控制： •每当电机转过一对磁极，变流装置的交流电输出相应地交变 一个周期，保证变频器的输出频率和电机的转速始终保持同步， 不会出现失步和振荡。 •系统功率因数根据电机速度，从额定速度时的0.9到低速的0 之间变化。 SYNCHRO电力推进系统主要有6脉波、12脉波、24脉波等三 种结构形式，谐波成分比较固定，消除比较容易。 12脉波SYNCHRO电力推进系统，如果在电网侧并联有两组 LC无源滤波器，对11次、13次谐波进行补偿，则对电网产生影 响的最低谐波分量就是23次谐波，此时的电网质量可以满足船 级社的规定，故12脉波的SYNCHRO电力推进系统应用较多。
缺点： •转矩控制不够精确，若要得到精确平滑的转矩控 制，必须提高电枢感应系数，但会引起系统动态性能 减弱，功率因数偏低，增加系统损耗； •直流电机驱动需要的换向器，是一个易发生故障 的部件； •会对船舶电网产生较大的谐波污染，因为采用了 大功率电力电子器件； •直流电动机固有的结构复杂、成本高、体积大、 维护困难、效率低等缺点，阻碍了它在船舶电力推进 领域的广泛应用。 目前，船舶推进所应用的直流推进电机的容量，在 2～3MW之间。
3 电流型变频器+交流同步电动机 (CSI+Synchronous motor) (1)电流型变频器CSI(Current Source Inverter) 由整流器、滤波器、逆变器等三部分组成。 工作原理是整流电路将电网来的交流电转换成直流电； 再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给 推进电动机。 电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波，直 流电流波形平直，对电动机来讲，基本上是一个电流源。 改变整流电路的触发角，就改变了中间直流环节的电压， 相当于直流电动机的调压调速； 改变逆变电路触发脉冲的顺序，即可改变推进电动机 的转矩方向，控制推进电动机转向，从而使控制电路大 大简化。
Permanent magnet motor Superconducting motor
5、combination electricship Power supplies 燃油、风能、太阳能、核能、蓄电池、燃料电池
steam ship (steam-driven vessel)
船舶运动
Rudder propeller
bulk carrier
oil tanker
container
dredger
Semi-submerged ship
passenger liner
Submarine
Fire vessel
Salvage ship (Rescue vessel)
Sea oil platform
变频装置输出的每一相都是一个两组晶闸管整流 装置反并联的可逆线路：一组晶闸管整流电路提供正 向输出电流，另一组提供反向输出电流。构成这种交交变频装置的三相桥式电路，在一个输出周期中三相 电流有六次过零，带来六次转矩波动，所以这种交-交 变频装置被称为6脉波交-交变频装置，是最基本的类 型，应用广泛。 与6脉波变频装置相比，12脉波变频装置具有系统 响应速度快、谐波含量少、损耗降低、转矩脉动低等 优点。其缺点是所需电子元件数量大，对于6脉冲电 路需要36个晶闸管，而12脉冲电路需要72个晶闸管， 因而增加了成本。 SIEMENS公司，针对双绕组同步电动机提供了12 脉波交一交变频装置。
10MW以上容量的电力推进装置，ALSTOM公司和 STNATLAS公司倾向于选择SYNCHRO电力推进。
4 交-交变频器+交流同步电机
CYCLO变频器，英文为Cycloconverter，中文译作交交变频器或循环变频器。 该变频器广泛应用于大功率、低速范围内的交流调速， 其调速上限不超过基频的40％。 交-交变频器+交流同步电机(Cyclo converter+Synchronous motor)驱动方式，采用CYCLO变频器，通过控制一个可 控的桥式反并联晶闸管，选择交流电源的不同相位区间 向交流同步电机提供交流电。 双绕组电动机，就是电动机定子装有2套同功率但 空间相位差30°的绕组，分别由一套6脉波三相输出交 一交变频装置供电。
交-交变频推进的特点 •起动平稳，起动电流(转矩)可从零起逐渐加大； •转矩脉动平滑； •功率及转矩动态响应快，一般小于100毫秒； •电力系统内谐波高低取决于电机速度； •系统功率因数由电机电压决定，通常可达0.76； •满负荷时效率高； •变频器输出频率低，可以不需要齿轮减速直接驱动螺旋 桨。 这种驱动方式，性价比高，应用比较广泛。 根据国外经验，交-交循环变流器主要用于速度极低、转 矩极高的场合，典型的例子就是破冰船。 目前单个电力驱动系统的功率范围在2～30MW之间。针 对特大功率低转速推进船舶，ABB和SIEMENS公司倾向于采 用CYCLO电力推进方式
缺点 •交流异步感应电机起动瞬间电流较大，通常是正常 电流的5～7倍，系统电网压降大； •起动瞬间机械轴承受的转矩大，约为额定转矩的 2～3倍； •极低航速，螺距近似为0时，仍要消耗额定功率的 15％，电流约为正常值的45～55％； •功率因数低，满负荷时也只能达到0.85； •功率及转矩的动态响应慢，一般3～5秒才能完成， 因为采用液压机构完成螺距的变换； •反转慢，制动距离长； •变距桨的液压控制系统十分复杂，并工作在水下， 故障维修时需进坞； •变距桨结构复杂，可靠性差，价格贵。
ABB DTC直接转矩控制技术：AZIPOD
1 可控硅整流器+直流电动机
1970年代以前，船舶电力推进系统中，直流电动机占据主导 地位。1940和1950年代，推进系统采用原动机一直流发电机一 直流电动机形式，通过调节发电机励磁电流的大小和方向，调 节电动机转速及转向。 1950年代末，大功率可控静态电力变流元件研制成功，可控 硅整流装置出现，直流电力推进系统演变成可控整流器加直流 电动机模式。晶闸管的问世加速了这种推进技术的发展，拓展 了其应用领域。至今，该种推进形式仍不失为一种高效、经济 的推进方案。 可控硅整流器+直流电动机系统，采用全桥式晶体管整流器 为一个电枢电流可控的直流马达供电。 •控制晶闸管导通角：改变触发电路输出脉冲的相位，从而改 变直流电机的电枢电压，再由此改变电枢电流，实现电机速 度的平滑调节；
5 电压型变频器+交流异步电动机
电压型变频器VSI(Voltage Source Inverter)，与电流型变频器 CSI(Current Source Inverter)同属于交-直-交变频器，也由整流器、滤波器、 逆变器三部分组成。工作原理也是整流电路将电网来的交流电转换成直流电； 再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机。 电压型变频器的中问环节采用大电容，对电动机来讲，基本上是一个 电压源。 随着电力电子器件的发展，电压型变频器发展成新型的脉宽调制型 (PWM)，整流器用二极管组成，逆变器用IGBT(绝缘栅双极晶体管)组成。 IGBT是一种新发展起来的复合型电力电子器件，具有工作速度快，输 入阻抗高，热稳定性好，载流能力强等特点。目前绝大多数产品为此类型， 并有低压及中压规格。 IGBT特点： 线路简单、功率因数高、谐波少、调速范围宽和响应快。
Marine Electric Propulsion
船 2、Steam engine 舶 主 3、Turbine: Steam、 Gas D.C.M. 机
4、Electric motor