船舶电力推进系统的组成
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。
船舶电力系统概述
船舶电站第一节舰船电力系统一、船舶电力系统的组成由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体称为电力系统.船舶电力系统也可分为船舶电站、船舶电网和用电设备。
船舶电力系统的示意图如图1-1所示。
船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成。
船舶电网是全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来各种用(和电能的消费者)各种电源(的组合体，是联系电能的生产者．电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。
船舶电网按其所联系的负载性质分为动力电网、照明电网、应急电网、弱电电网等。
配电装置是用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。
配电装置可以分为属于船舶电站的主配电板(Main Switch Board,简写为MSB )，船舶电网中间的分配电板(Section Switch Board，简写为SSB)；属于应急电力系统的应急配电板(Emergency Switch Board,简写为ESB)，蓄电池充放电板(Charging and Discharging Panel，简写为CDP )。
分配电板又可分为动力配电板和照明配电板。
船舶用电设备即负载，分为四类：(1)船舶各种机械的电力拖动，包括甲板机械(舵机、锚机、绞缆机、起货机等)、舱室机械(各类油泵、水泵、空压机、通风机、空调设备等)、电力推进和工作船舶用的生产机械.(2)船舶照明设备，包括工作场所、生活舱室的各种照明灯具和航行、信号灯具等。
(3)船舶通讯和导航设备(4)舰船上生活所需的其它用电设备，如电热器、冰箱、电视机等。
总之，船舶电站是船舶电力系统的核心，它在船舶整体设计中占有很重要的位置，特别是在现代自动化船舶上万显得尤为突出。
二、船舶电力系统特点变配电装船舶电力系统由发电设备、和陆上电力系统一样，置、输电网络、用电设备等，按一定的联接方式组成。
但由于负荷特点和具体工作条件不同，船舶电力系统和路上电力系统相身比，有明显的不同特点。
电推船舶的工作原理
电推船舶的工作原理一、引言电推船是一种以电力为动力的船舶，相比传统的燃油推进船舶具有环保、低噪音、高效能等优点。
本文将从电推船的工作原理入手，详细介绍电推船的工作原理和主要组成部分。
二、电推船的工作原理电推船采用电力作为动力源，主要由电动机、电池组、控制系统和推进装置组成。
其工作原理可分为电池供电、电动机驱动和推进装置推进三个主要环节。
1. 电池供电电推船的电池组通常采用锂电池或铅酸电池。
电池组通过充电器充电，将电能储存起来。
充电后的电池组会供给电动机工作所需的电能。
2. 电动机驱动电推船的电动机通常是直流电动机或交流异步电动机。
电池组供给电动机电能后，电动机开始工作。
电动机的转动产生的机械能通过传动装置传递给推进装置。
3. 推进装置推进推进装置是电推船的关键部分，主要由螺旋桨、舵和舵机组成。
电动机通过传动装置带动螺旋桨旋转，螺旋桨的旋转产生推力，推动船舶前进或后退。
舵和舵机用于调整船舶的航向。
三、电推船的主要组成部分除了上述的电动机、电池组和推进装置，电推船还包括控制系统、充电设备和船体结构等主要组成部分。
1. 控制系统电推船的控制系统主要由电控柜、控制器和传感器组成。
电控柜用于控制电池组的充放电，控制器用于控制电动机的启停和转速调节，传感器用于感知船舶的状态和环境信息，并将其传输给控制器。
2. 充电设备电推船需要定期进行充电，充电设备包括充电器和充电桩。
充电器用于将电能从外部电源传输到电池组中，充电桩用于连接充电器和电池组。
3. 船体结构电推船的船体结构与传统船舶相似，通常包括船体、甲板、船舱等部分。
船体是电推船的骨架，承载着其他组成部分，并提供浮力。
甲板是船舶上部的水平平台，用于存放设备和载货。
船舱是船体内部的封闭空间，用于提供船员和乘客的居住和工作环境。
四、电推船的优势和应用领域电推船相比传统的燃油推进船舶具有许多优势，包括环保、低噪音、高效能等。
由于电推船不使用燃油，减少了废气和废水的排放，对水环境的污染较小。
船舶电力系统组成
船舶电力系统的组成一、船舶电力系统的组成船舶电源装置、船舶配电装置、船舶电力网、负载、控制电器、电工测量用仪器、仪表典型船舶电力系统简图1. 船舶电源装置将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。
船舶电源主要是指发电机和蓄电池。
2. 配电装置•对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护，分配，转换，控制和检测的装置。
•根据供电范围和对象的不同可分为主配电板、应急配电板、动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。
3. 船舶电力网是全船电缆电线的总称，作用是将各种电源与负载按一定关系连接起来。
根据其所接负载的性质，可分为动力电网、低压电网、照明电网、应急电网和小应急电网等。
4. 负载:用电设备，按系统可分为以下几类：①动力装置用辅机：滑油泵、海水冷却泵、淡水泵、鼓风机等。
②甲板机械：锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。
③舱室辅机：生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。
⑤冷藏通风：空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。
⑥厨房设备：电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。
⑦照明设备：机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备，还包括航行灯、信号灯以及电风扇等。
⑧弱电设备：无线电通信、导航和船内通信设备等。
⑨自动化设备及其他：自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。
5. 控制电器主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、各种控制器和主令电器等。
6. 电工测量用仪器、仪表船舶上常用的电工测量仪表有万用表、兆欧表、钳形电流表、交（直）流电压表、电流表、功率表、功率因数表、频率表、交流并车屏上的整步表、平时用于检修的直流稳压电源和自耦变压器、示波器等。
二、船舶电力系统的基本参数1. 电流种类(电制) ：几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。
2. 额定电压等级：世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一致，使船舶电气设备具有通用性。
船舶电力系统的组成
配电系统通常配备监控和控制装置， 用于监测电网状态、控制电力分配和 调节电压等。
保护装置
配电系统中装有各种保护装置，如断 路器、熔断器、继电器等，用于保护 电路和设备免受过载、短路和接地故 障等损害。
电力负载
01
主要负载
船舶的电力负载主要包括推进系统、导航系统、照明、空调、厨房设备
等，不同类型和规模的船舶具有不同的电力负载特性。
功率与电压
发电机组的功率和电压需根据船舶的电力需求进行选择， 以满足船舶推进、导航、照明、空调等系统的电力供应。
维护与保养
发电机组的维护和保养对于确保船舶电力系统的稳定运行 至关重要，包括定期检查、清洁、润滑和维修等。
配电Байду номын сангаас统
配电方式
监控与控制
船舶配电系统采用集中配电或分散配 电方式，根据船舶的布局和用电需求 进行选择。
电线类型与规格
电线主要用于连接电气设备，其 规格根据电流大小和电压等级进
行选择。
安装与维护
电缆和电线的安装应遵循相关规 范和标准，以确保安全可靠。定 期检查和维护电缆与电线对于预 防电气事故和维护电气设备正常
运行至关重要。
03
船舶电力系统的特点
船舶电力系统的稳定性
船舶电力系统的稳定性是指系统在正常运行过程中，能够保 持电压、频率和波形等电气参数的稳定，以满足船舶设备和 系统的正常运行需求。
子设备。
安装位置
变压器通常安装在船舶的主配电板 或负载中心，以便于管理和维护。
保护与监测
变压器配备有保护装置以防止过载 或短路等情况，同时监控装置用于 监测变压器的运行状态和电压变化。
电缆与电线
电缆类型
船舶上使用的电缆分为乙丙橡胶 电缆、聚氯乙烯电缆、氯丁橡胶 电缆等，不同类型的电缆适用于
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。
福建舰全电推进系统原理
福建舰全电推进系统原理福建舰全电推进系统福建舰是中国海军一艘052D型导弹驱逐舰，其推进系统采用了全电推进技术。
下面将从浅入深，逐步解释什么是全电推进系统，以及其原理。
什么是全电推进系统全电推进系统，又称船用电力推进系统，是基于电力传动技术的船舶动力装置。
整个系统由发电机、电动机、主控制系统、蓄电池等组成。
设计原理能源转换福建舰全电推进系统的能源来自燃气轮机发电机组。
通过燃料燃烧带动发电机转动，将化学能转换为机械能，再转换为电能输出。
操作原理福建舰的全电推进系统是由主控制系统控制的。
主控制系统接收操作员的指令，将电能传输给电动机，电动机带动船舶前进。
优点全电推进系统与传统的柴油机推进系统相比，具有以下显著优点：•环保节能：使用天然气等清洁能源作为燃料，减少了对环境的污染，也节约了能源。
•运转平稳：电动机启动平稳，工作过程中没有轰鸣声和震动，更加平稳。
•航行续航能力：通过电池存储能量，福建舰全电推进系统具有较大的续航能力，适用于需要长时间巡航的应用场景。
总结随着环保意识的提高和电力传动技术的不断进步，全电推进系统逐渐成为现代船舶动力装置的主流选择。
福建舰的全电推进系统，也是中国海军现代化建设的一大亮点。
全电推进系统与传统推进系统的对比传统推进系统传统的船舶推进系统采用的是柴油机，柴油机将燃料燃烧产生的能量，通过连杆机构转换为轴承上的旋转力矩，再通过推进器将动力传递到船的外部水体中，从而推动船体前进。
全电推进系统相反，全电推进系统则是将机械式传动转化为电力传动。
总体来看，全电推进系统由两个核心组件组成：发电机和电动机。
发电机将柴油或其他燃料转化为电力，电力再通过电缆输送来给电动机供能，电动机再将电能转化为机械动力，以使船体前进。
全电推进系统的组成全电推进系统主要由以下几个部分组成：发电机发电机是将燃料转化为电力的核心组件。
发电机采用燃气轮机、柴油发电机等，其功率大小影响着推进系统的性能。
蓄电池蓄电池用于储存电能，以在电力短缺或需要瞬间换向时解决暂时的电力需求。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
船舶电力拖动2
1、船舶电力推进系统有哪些部分组成？说明每一个部分的功能及应用的先进技术。
答：1)船舶电站主要技术：发电机，配电盘，自动管理系统；功能；是电力推进的动力源。
2)电源装置主要技术：变压器和变频器；变压器的功能是将船舶电力系统电压与推进电机标称电压相匹配。
变频器功能是完成对推进电机的变频调速。
3)推进装置主要技术：推进电机；功能：将电能转化为动能。
4)控制装置主要技术：操作装置和控制计算机；功能：根据船舶航行需求，按照推进器的负载特性，控制推进电机的启动、调速和吊舱装置的旋转。
2、与常规动力推进船舶相比，说明电力推进的优点。
答：1）船舶机舱占用空间小，可以增大船舶有效载货容积，提高运营效益2）电动机由电网供电，增加了系统的可靠性，提高了生命力。
特别是当采用高电压船舶电站供电时，可以减小电气设备体积3）减少了轮机维护的工作量4）可以采用中高速不逆转原动机，以减少设备的体积和重量5）可以用低速电动机直接与推进轴连接，省去机械的减速齿轮6）操纵灵活，机动性能好，易于获得理想的船舶回转特性和保航能力，而且能量效率高7）减小螺旋桨等机械振动和噪声、环境更加舒适、船舶航行也更加隐蔽8）排放物减少，有益于海洋环境保护9）采用综合电力推进可综合利用船舶动力装置，减少设备数量3、吊舱式推进器有哪几种类型？说明每一种类型的特点。
答：1）标准型特点：采用循环水冷，推进电机为永磁式同步电动机或交流异步电动机2）紧凑型特点：结构上采用高标准模块化的结构，通过周围的海水来冷却，电机外径小，可获得更好的水动力3）对转型特点：同一轴线安装两个反方向旋转的螺旋桨，具有更好的气泡和操纵性能4、推进电机有几种型式？为什么推崇永磁式同步电动机作为电力推进的推进电动机。
答：1）①同步电动机②异步电机③直流电动机2）①功率因数高，无感应电流励磁②提高了电网的品质因数，减少输变电线路的损耗③起动力矩大④力能指标好⑤温升低5、说明永磁式同步电机直接转矩控制的基本原理。
船舶推进系统的组成
船舶推进系统的组成船舶推进系统是船舶的核心部件之一，主要作用是将船舶推动在水中前进。
船舶推进系统一般由以下几个组成部分：1. 主机：主机是船舶推进系统的核心，主要的功率输出器。
主机的类型有很多，包括柴油机、涡轮机和电动机等。
柴油机是最常用的主机类型，其具有结构紧凑、功率大、经济实用等特点。
2. 转向装置：转向装置是控制船舶方向的关键部件，主要包括舵机和操纵系统。
舵机可以通过转动舵叶实现船舶方向的变化，而操纵系统则是控制舵机的执行机构。
3. 螺旋桨：螺旋桨是船舶推进系统的动力输出器，通过螺旋桨叶片的旋转产生推力，从而驱动船舶前进。
螺旋桨的类型有很多，包括固定桨、可调桨和船尾推进等。
4. 螺旋桨轴线系统：螺旋桨轴线系统负责将主机输出的动力传递到螺旋桨上，并保证其转动平稳。
主要包括轴线、轴承、轴封等组件，其中轴封是保护水密性的一种关键部件。
5. 油系统：船舶推进系统需要多种液体来提供润滑、冷却和燃料等功能。
油系统通常包括储油箱、油泵、滤器等部件。
6. 冷却系统：船舶推进系统需要通过冷却系统将发动机的余热排出。
冷却系统通常包括水泵、散热器、海水冷却器等组件。
7. 控制系统：控制系统是船舶推进系统的大脑，其负责协调和监控整个推进系统的运行。
控制系统可以通过自动化和智能化手段提高系统的控制精度和灵活性。
总之，船舶推进系统的组成部分是复杂而多样的，需要各个部件之间协调配合，方可实现高效而可靠的航行。
在船舶使用过程中，还需要对各个部件进行定期检查和维护，以确保系统的正常运行。
船舶综合电力推进系统故障诊断技术
变频器
用于改变电机的转速。
推进电机和螺旋桨
用于将电能转化为机械能，实现船舶的推 进。
控制系统和监测系统
用于控制和监测系统的运行状态。
船舶综合电力推进系统的特点
可以实现全船的集中供电，提高 电力资源的利用效率。
可以实现电力的就地消耗，减少 对主机的依赖，提高船舶的续航 能力。
船舶综合电力推进系统具有以下 特点
船舶综合电力推进系统故障诊断技术的发展趋势
智能化发展
利用人工智能、机器学习等技术，实现故障诊断的自动化和智 能化，提高诊断的准确性和效率。
集成化发展
将多个传感器、控制器和执行器等设备集成在一起，实现综合电 力推进系统的全面监控和优化控制。
远程化发展
通过互联网和通信技术，实现远程监控和诊断，及时发现并解决 故障问题。
船舶综合电力推进系统故障诊 断技术的实际应用
基于信号处理的故障诊断技术在船舶综合电力推进系统的
应用
1
信号收集与分析
对船舶综合电力推进系统的运行信号进行实时 监测与采集，分析信号特征，识别异常信号， 判断故障类型与位置。
2
故障定位与识别
通过分析异常信号的频率、振幅、相位等信息 ，准确定位故障发生的位置，识别故障类型， 如电机故障、变频器故障等。
3
故障影响评估
针对已定位的故障，评估其对船舶综合电力推 进系统的影响程度，判断是否需要立即停机检 修，以保障系统的安全运行。
基于神经网络的故障诊断技术在船舶综合电力推进系统的应用
建立神经网络模型
根据船舶综合电力推进系统的特点与常见故障类型，建立神经 网络模型，设置输入层、隐藏层和输出层。
数据训练与优化
小波变换
利用小波变换对信号进行多尺度分析，提取故障 特征，提高故障诊断的准确性。
第5章船舶电力推进自动控制系统
按照上述要求， 电动机的输出特性应控制在如图 5-5 所示的由最高转速 nmax、 最大转矩 Temax 和最大功率围成的工作区间内，其最大值的限制为：
nmax = (1.2 ~ 1.4 )n N Temax = (1.5 ~ 2.5)TeN
（5-1） （5-2） （5-3）
Te Temax
Pmax = Pe
（5-11）
U a Ra U = 0 F
0 I a + RF I F
ψ E p a + a ψ F 0
（5-12）
式中：ψa=Laia 为电枢绕组磁链，ψF=LFiF 为励磁绕组磁链。 这样，由式（5-10）～（5-12）就构成了他励直流电动机的动态数学模型。 当直流电动机稳态运行时， 其电流为直流并保持恒定不变，可得直流电动机 的稳态模型，即
u s R s u = 0 r
0 i s + Rr i r
Ψ p s Ψ r
（5-14）
式中： u s = [u s1 ,u s2 u sN ]和 i s = [is1 ,is2 isN ] 为定子电压和电流向量； Rs 为定子电阻矩阵，表示如下
旋桨对电动机产生阻力矩 QP，即为电动机的负载转矩 TL，且有 TL=QP。
Te 电动机 nm 电力传动 动力学 Qp np 螺旋桨 水动力学 Tp vsh 船舶 水动力学
图 5-2 船舶推进系统的力学关系
由此分析， 电动机传动控制应采用转矩控制方法，使螺旋桨按一定的转速旋 转，以产生所需的船舶推力，保持船舶的航速。这样，船舶运动系统的反馈闭环 控制结构应如图 5-3 所示，船速作为系统的指令，控制器根据给定船速 vsh*与实 际船速 vsh 比较产生电动机的转速指令 与实际转速ωm 的误差产生转矩控制信号 ； 而电力推进控制系统则根据给定转速 ，使电动机输出所需的电磁转矩 Te，
船舶电力推进系统
电力推进系统1引言传统的船舶推进方式利用柴油机带动螺旋桨推动船舶前进，但是随着人类环保意识的进一步加强，国际海事组织（IMO）对排放（尤其是对 NOX 与 SOX 的排放）提出了严格的要求。
燃用低质燃油受到限制。
石油资源的短缺、燃油价格的上涨进一步影响了船舶营运者的利益。
船舶制造商和船舶柴油机生产商采取各种措施提高营运中的经济利益。
与此同时，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。
国内在此领域内的研究则刚刚起步。
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，正成为水面船舶青睐的主推进系统。
2电力推进系统组成电力推进系统一般由电站（柴油发电机组、配电盘、变压器）、变频器、推进电机变频异步电动机（驱动螺旋桨）、一般动力负载（辅助机械需要的电动机如各种泵）、螺旋桨、控制设备等其他负荷组成电力系统基本结构1．电站（柴油发电机组、配电盘、变压器）电站由柴油发电机组和一套主配电板组成。
在电力推进的船舶上，一般配置 2~3 台航行柴油发电机组，另加一台停泊发电机组。
发电机组通常供电给一个 380V 或 690V 的低压电网，为船上的电力推进系统和其他主要设备供电。
对电力需求量较大的特种工程船舶来说，电站的用电设备多、容量大，可能采用 3.3KV 中压电网，以降低电网传输电流，减小发电机体积。
2．变频器交流推进电机的控制或变速驱动依赖于变压变频技术。
交流推进电动机的调速主要采用变频调速，这就要求向交流电机供电的电源能够同时改变电压和频率。
目前常用的变频器有三种：同步变频器（交-交变频器）、循环变频器（交-直 -交变频器）和脉宽调制变频器。
间接变频方式的工作原理是先将电网输入的交流电变为直流电，然后再在变流电路中将直流转变为频率可调的交流输出。
变频器具有结构简单、输出频率变化范围大、功率因数高、谐波易于消除、可应用于各种大功率设备等优点。
船舶电力知识点总结图表
船舶电力知识点总结图表船舶电力系统是船舶的重要组成部分，它提供船舶各种电力设备的电能，保证船舶正常运行。
船舶电力系统包括主发电机组、辅助发电机组、配电线路、电力设备等。
良好的船舶电力系统可以提高船舶的可靠性和安全性，减少故障的发生，保障船舶的正常运行。
本文将对船舶电力系统的一些基本知识点进行总结。
一、船舶电力系统的组成1. 主发电机组主发电机组是船舶电力系统的主要供电设备，通常由柴油发电机或气轮机发电机组成。
主发电机组的功率通常比较大，足够满足船舶各种设备的电能需求。
主发电机组与船舶主机相连，通过主机引擎带动主发电机组旋转产生电能。
2. 辅助发电机组辅助发电机组是船舶电力系统的备用供电设备，通常由柴油发电机或柴油发电机组成。
辅助发电机组的功率相对较小，可以满足船舶的一些辅助设备的电能需求或作为备用供电设备。
3. 配电线路配电线路是船舶电力系统的供电网络，它连接主发电机组、辅助发电机组和各种电力设备，将电能输送到各个用电设备处。
4. 电力设备电力设备包括各种用电设备，如灯具、通风设备、船舶自动化设备、船舶通信设备等，它们通过配电线路与主发电机组或辅助发电机组相连，获取所需的电能。
二、船舶电力系统的工作原理1. 主发电机组工作原理主发电机组的工作原理是由主机引擎带动发电机旋转，发电机产生交流电，将电能输送到配电线路中，再经过变压器变压变流，最后接入电力设备供电。
2. 辅助发电机组工作原理辅助发电机组的工作原理与主发电机组类似，通过柴油机带动发电机旋转，产生交流电，将电能输送到配电线路中，最后供电给电力设备。
3. 配电线路的工作原理配电线路将主发电机组或辅助发电机组产生的电能输送到各种用电设备处，保证各种设备正常运行。
4. 电力设备的工作原理电力设备如灯具、通风设备、船舶自动化设备、通信设备等能够将电能转化为各种形式的功用。
三、船舶电力系统的安全管理1. 监测与检查定期对主发电机组和辅助发电机组进行检查，确保其工作状态良好，及时发现并排除故障。
船舶航行船舶电力系统管理
船舶航行船舶电力系统管理船舶航行是一个复杂而庞大的系统工程，其中船舶电力系统作为基础设施之一，对船舶的航行安全、能源利用以及环境保护都起着至关重要的作用。
有效的船舶航行船舶电力系统管理是保障船舶正常运行的关键之一。
本文旨在探讨船舶电力系统的管理方法和技巧，并就其在船舶航行中的作用进行分析。
一、船舶电力系统的基本组成船舶电力系统主要由发电系统、配电系统、动力负载系统以及相关辅助系统组成。
发电系统：包括主机发电机、备用发电机及其控制系统。
主机发电机负责船舶全负荷的电能需求，备用发电机则用于应对故障或维修期间的电力供应。
配电系统：将发电系统产生的电能分配给船舶各部门，并为电力负载提供稳定的电源。
配电系统应考虑电能传输效率、设备安全性和船舶稳定性等因素。
动力负载系统：包括船舶动力和非动力设备，如主推进器、辅助发电机、照明设备、空调系统等。
合理管理动力负载系统能够提高船舶的经济性和可靠性。
相关辅助系统：如电池、充电装置、自动化控制设备等，为船舶电力系统提供支持和保障。
1. 定期检查和维护船舶电力系统的设备、线路和连接件需要定期检查和维护，以确保其正常运行和安全可靠。
定期检查包括对发电机的运行情况、电气设备的绝缘电阻、接线端子的紧固情况等进行检测，及时发现问题并进行修复。
2. 合理调配电力负荷合理调配电力负荷是有效管理船舶电力系统的关键。
通过科学地计算和控制动力负荷的使用，可以提高航行效率，减少能源浪费。
船舶航行时，可以考虑通过减少非必要负荷的使用或调整工作模式等方式来降低能耗。
3. 灵活应对故障与备用系统船舶电力系统遇到故障时，及时切换到备用系统是保障船舶安全的重要措施。
在设计电力系统时，需要充分考虑备用设备的选型与配置，确保在主设备故障或维修期间，备用设备能够顺利接管电力供应，保证船舶正常航行。
4. 节能环保措施船舶电力系统的管理也要注重能源的有效利用和环境保护。
例如，在设计发电系统时，可以考虑采用节能型发电机及智能控制系统，降低能耗。
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。
船舶电力系统
１５ ５
作系 用 ，Ｏ Ｋ 实 操 统・ Ａ 与 Ｃ 之间 冗 太网 讯， Ａ 与 Ｓ 之 为 余 现 统采 Ｖ Ｒ Ｓ 时 作系 Ｕ Ｔ ＳＣ 为 余以 通 Ｕ Ｔ ＥＤ 间 冗 的 场 Ｗ
ＢＯ Ｉ总线。 对外设可选择冗余的Ｒ － ３或Ｒ － ８ ． Ｔ Ｓ ２２ Ｓ ４５ Ｕ 具有较复杂的对各种通讯协议及冗余功能的实时 Ａ 处理和协调功能。 远程ｖ 模块ＥＤ Ｓ 是一个Ｕ Ｔ ０ Ａ 控制的远程输人输出 装置。 它最大可 ０ ／电 插２块１ 路板。 Ｓ 包括： Ｏ ＥＤ 光电隔 离开关量输人板、 隔离开关量输出 光电 板、 模拟量输入板（ 压型和电流型） Ｔ ０热电阻输人板、 型 电 ，Ｐ －１ ０ Ｋ 热电 偶输人板、 脉冲输人板、 气电伺服控制板、 模拟量输出 板、 继电器输出板等Ｉ 板。 ／ Ｏ
船舶综合全电力推进系统
七一一研究所 徐绍佐 刘 贾 顾海宏
， 引言
船舶电力推进已 有近百年历史，由于受各 种因素制约，发展缓慢， 大多 数仅限于在特种船舶上应用。 由于供电系统、 推进电机和微电 子及 信息技术的迅猛发展， 从八十年代起船舶电力推进装置加快了发展步 伐， 打破了长期徘徊局面， 变频技术在船舶上实用， 使电力推进装置取得了 突破性进展。 随着技术进步， 提出了发展综合全电力推进系统概念， 将船舶的电力系统和推进系统组成一个整体， 把动力机械能源转化 为电力， 并提供给推进设备和全船其它设备用电， 使船舶日 用供电和推进供电一体化， 实现能源的综合利 用和统一管理 。 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二大系统发展的综合， 它不仅是电力 推进加自 动电站的简单 组合， 而是从 概念 到方案、 组成、 配置、 技术等方面均发生重大变化、 给未来的船舶带来一场革命。
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• Fuel Cells
– submarine, will become commercial – some time – high efficiency – “clean”
10
瓦锡兰6L32/40型柴油机
11
柴油机的相关情况
柴油机的历史? 柴油机目前的发展水平?
低负荷情况下的运行情况?
12
•1892年法国出生的德裔工程师鲁道夫· 迪赛尔先生发表 了一篇内燃机构想的论文，第二年就取得了专利。论 文叙述柴油发动机的两个基本原理。一个是燃料和空 气分别送入燃烧室，在产生混合气的同时燃烧，这是 【不均一混合】的原则。另外一个是爆发时不使用火 花塞，自然着火（圧缩着火）的原则。 •在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。 •1905年制成第一台船用二冲程柴油机。 •二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于 汽车。 •到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、 通用化的柴油机发展起来，柴油机进入了专业化大量 生产阶段。 13 •特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成 为现代动力机械中最重要的部分。
船舶电力推进系统
The Composing of Marine Electric Propulsion System (MEPS) 组 成
第三讲要点
• • • • •
1、了解电力推进系统部分组成； 2、了解发电模块的组成及原理； 3、了解配电模块的组成及原理； 4、推进电机的种类； 5、了解变频驱动器的原理；
FIELDBUS NETWORK CONTROL NETWORK MAIN POWER GENERATION & DISTRIBUTION DRIVES PROPULSION/ POD
8
发电系统-原动机
原动机:
• • 燃烧柴油或重油的内燃机驱动发电机组 气体内燃机，也有燃气轮机，蒸汽轮机或 联合循环轮机
2
Main Equipment in Electric Propulsion
Vessel Loads Propulsion Auxilliaries
3
Simplified SLD conventional vessel
4
Simplified SLD DEP vessel
5
电力推进系统的组成 • • • • Electric Power Generation(发电系统) Electric Power Distribution(配电系统) Variable Speed Drives(变频系统) Propulsion/Thruster Units(推进器单元)
Tunnel Thrusters - CPP or FPP - Redundancy - Maneuvering and station keeping
COMMUNICATION LINE TO SHORE POS. REF. SYSTEMS
X TERMINALS PLANT NETWORK
TUNNEL THRUSTERS
14
国外知名厂家
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国外知名厂家
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国产化率
在国家产业政策引导下，尤其是《船舶配套业中长期 发展规划》的发布，促使国内柴油机生产基地的扩能 步伐明显加快，国产主机市场占有率有所提高，柴油 机企业的经济效益显著改善。 随着国内柴油机产能的增加，2007年以来国产低速 机情况有所好转，国内市场占有率达到53%，2008年 国内市场占有率也在50%以上，我国船用柴油机依赖 进口的趋势终于有所扭转。
• Gas Turbine
– high speed, light – lower efficiency, can be increased by combined cycle turbines and waste heat recovery
• Steam Turbine
– Reliable – low efficiency
Power Plant Frequency converters - Diesel or turbo electric - AC/AC Cyclo or DTC - 2-split redundant - Medium voltage - Typical 30-50 MW - Redundancy
ENGINE CONTROL
在柴-电推进系统中，柴油机通常是中高速机
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Prime Mover
• Combustion Engine
– – – – mainly diesel or HFO, but increasingly use of gas and dual fuel low speed, heavier medium speed, lighter higher efficiency
发展历史
发展历史
•MAN B&W和Wartsila是世界船用柴油机的两大 著名品牌。 •在世界船用低速机市场，MAN B&W品牌的占有 率高达80％， Wartsila品牌占16％；在世界船用 中速机市场，Wartaila品牌占有率达到38％， MANB&W品牌占27％。 •拥有这两大品牌产品的MAN B&W和Wartsila柴 油机公司在船用低、中、高速柴油机的设计、研 发和售后服务等领域始终居于世界前列，保持着 绝对垄断的地位。
AUX POWER GENERATION & DISTRIBUTION
Distribution system - Medium voltage, 6-11kV - Redundant Propulsion - Automatic / Remote ctrl - Shaft-line or podded Integrated Automation - Redundant - Automatic power - Typical 2x10-20MW management - Propulsion control - Vessel control - Dynamic positioning
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电力推进系统中的组件 电站组件 配电板组件 变压器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件 谐波抑制器 变频器组件 监测控制组件 电动机组件 螺旋桨
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Integrated Automation, Power, and Propulsion System
INTEGRATED VESSEL AUTOMATION DYNAMIC POSITIONING