船舶电力推进系统综述报告.pdfVIP

专业.专注

船舶电力推进系统综述报告

张文超201221024017

一、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。

二、电力推进系统的组成

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。

.学习参考.

专业.专注

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；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。

三、船舶电力推进方式的优缺点

1．电力推进方式的优点

（1）操纵灵活，机动性能好，靠离码头时可不需拖轮协助，有更好的经济

性；

（2）电力推进装置的操纵由驾驶台直接控制，应付紧急状态能力强，有利

于提高安全。

（3）有很好的低速特性，恒功率特性，恒电流特性和陡转特性；

（4）因省去了主机与螺旋桨之间的轴系以及舵，节省了大量的空间，可以

增加船舶有效空间和有效载荷；

（5）可采用中高速的非反转原动机，主机的选择有很大的灵活性；

（6）原动机和螺旋桨系柔性连接，使得螺旋桨的转速不受原动机转速的限

制，彼此都可以工作在最佳状态；

（7）噪声小，震动小，废气NOx排放减少；

（8）若采用吊舱式电力推进系统，省去了长轴系，操舵装置和舵，可不设

舵机房，也省去了bowthrouster，减轻了设备的重量，增加了有效载荷。另

外，模块化设计原理使吊舱模块可以在船舶建造完成时安装，缩短了建造时

间；不需要进坞就可以维修螺旋桨，吊舱装置可以在水下安装。

2．电力推进方式存在的问题

（1）由于经过两次能量转换，在电气能量转换中，若采用交-直-交变频调

.学习参考.

专业.专注

速，还有两次电能的能量转换，使得电力推进比传统推进效率降低。额定工况

时，一般直接传动为：98%，直流电力推进为：85%～90%，交流电机推进

为：94%～95%；

（2）初期投资成本较高。例：中远广州公司18000t半潜船采用SSP吊舱

式电力推进系统，比传统推进采购费多300万美元，有资料表明，采用全电力

推进比机械推进所需初期费用贵25%左右；

（3）需要高技术的电气工程师做维修保养工作。

四、电力推进的国内外发展现状

1.国外的发展状况

世界上采用过电力推进的民船种类繁多，包括：运输船、海洋开发用船、

工程船、渔业船舶、拖带船舶、港务船、农用船等等。

近20年以来，船舶电力推进应用达到了空前的繁荣。世界上各大船用设

备厂家如ABB、SIEMENS、ALSTOM、STNATLAS等公司都已开发出成套的电

力推进系列产品。其中尤以ABB开发的吊舱式电力推进器AZIPOD最为成功，

并得到广泛应用。