船舶电力推动系统的现状及发展前景优秀PPT.ppt

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1、船舶电力推动系统的现状及发展前景船舶电力推动系统的现状及发展前景船舶电力推动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 年头起，供电系统、推动电机和微电子及信息技术的迅猛发展，使船舶电力推动装置打破了 长期徘徊局面，得到了大力的发展。电力推动系统基本由机械原动机(柴油机、燃气轮机或核动力)构成，用以驱动沟通发电机，发电机再为推动电动机供应动力。电动机可能是直流、沟通同步电动机或沟通感应 电动机。同传统的机械推动方式相比，接受电力推动系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和 平安牢靠性等方面具有明显优点。船舶综合全电力推动系统包括

2、：发电、输电、配电、变电、拖动、推动、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；它不是电力推动加自动电站 的简洁组合，而是从概念到方案、组成、配置、技术等均发生重大变更，给将来的船舶带来一场革命。船舶电力推动装置常用船舶电力推动装置一般由下述几部分组成：原动机、发电机、电动机、螺旋桨以及限制调整设备。船舶电力推动系统的方案分类:永磁电机技术、超导电磁推动技术、潜艇燃料电池电力推动装置、吊舱式电力推动系统永磁电机技术现代永磁电机接受稀土材料励磁，不仅使电机尺寸大大减小，重量减轻，而且使之维护便利，运行牢靠，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 413，

3、功率因子提高了 520。但 由于转子磁场强度受到当前永磁材料的限制，1030 MW 额定功率的永磁电动机的设计仍面临极大的困 难。超导电磁推动技术超导电磁推动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 的电磁推动船海上试验，并制造了 2250 kW 的样机。日本于 1985 年成立了“超 导电磁推动开发委员会”，起先从事超导电磁推动船的开发工作。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，标记着超导电磁推动技术进入好

4、用阶段。潜艇燃料电池电力推动装置艇燃料电池电力推动装置是以燃料电池为潜艇水下航行动力源的推动装置。燃料电池是一种能把化学能 干脆转换成电能的能量转换装置，电池本体加上燃料、氧化剂及它们的贮存器构成一个完整的燃料电池系统。其特点是：在能量转换方式上与蓄电池相同，都是化学能转换成电能，因此具有安静、效率高的优点；在构成方式上则与柴油发电机组相像，即贮能部分(贮存燃料及氧化剂的贮存器)与能量转换装置部分相分 离，因此具有长时间连续工作的实力(只要燃料和氧化剂足够)，而不像蓄电池那样须要来回充放电。各国 曾主要探讨过两种潜艇用燃料电池：氢-氧电池和肼-过氧化氢电池。近年来，燃料电池探讨取得了一些重大的

5、技术突破。例如：潜艇上液态氧贮存器接受新式壳体结构，有些 国家探讨了用氢化物制取氢的方法等。吊舱式电力推动系统吊舱式电力推动系统是当今备受推崇的一种推动方式。它是一种全方位转动的装置，电动机位于吊舱内，干脆驱动螺旋桨。该系统的操纵性能和推动效率特别好，而且由于不须要轴系、舵及助推器，节约了大量 的空间，减轻了自身重量，降低了噪声和振动，机动性能更佳，安装也更便利。在民用船舶推广电力推动过程中，促进了吊舱式推动模块的发展。这是一种特殊的推动模块，尽管它的体 积不大，却能够代替完整的传统轴系。吊舱式推动的主要优点如下：吊舱可以 360转动，向各个方向发 出推力，为舰船供应了更快、更平安的机动性能。

6、舰船可以在各种气候和紧急条件下实施机动，大约可减 少 20的反应时间，舰船制动的距离更短。节约燃料，极大削减废气排放。降低了振动和噪声。维 修工作量小。推动装置可在舰船建立后期进行安装，不会与其他建立工序发生冲突。可接受对转螺旋 桨等推动技术，改善空泡性能和提高效率。因此，吊舱式电力推动对舰船技术的发展具有重要意义，它将 是将来舰船的主要推动方式之一。近年来，由于一些大型船舶的须要，吊舱式电力推动装置的功率已经达 到几万千瓦，技术也日趋成熟。电力推动系统的优点空间配置敏捷。节约燃油，提高经济性。提高了船舶的操纵性。振动小，噪音低。提高了船舶的平安性。普及电力推动系统须要研发的关键技术u1)全船

7、电力系统总体技术探讨。由于电力推动系统的设计是当今先进的电力电子技术、沟通调速技术、电 机制造技术、永磁材料技术、计算机限制技术、原动机技术等的综合运用，技术含量高。很多不同专业的 各个设备的研制须要相互协调，功能相当且接口一样。综合电力系统各个模块是否运行良好并相互协调以 发挥系统最佳效能，是事关整个系统优劣和良好运行的关键。须要开展构成综合电力系统的各个模块，以 及各模块集成的技术探讨，主要包括：发电模块关键技术探讨，包括全船环形电网关键技术的探讨；配电 模块关键技术探讨，主要包括区域配电模式探讨等；电力变换模块关键技术探讨，主要包括大容量电能变 换技术探讨，中、高压电网的平安性探讨等；电

8、力限制模块关键技术探讨，主要包括电力系统智能化综合 监控与管理技术探讨等；能量储存模块关键技术探讨等等。在船舶电力推动系统中，电力的产生、维护、管理就成为船舶的生命线，船舶综合电力系统总体技术的探讨必需取得突破。u(2)推动电机技术探讨。推动电机是电力推动系统的重要组成部分。电力推动的一个主要探讨内容就是推动 电机沟通化，其核心是电力变换器与沟通推动电机的技术组合。将来电力船舶对推动电机单机容量的需求 日益增大，直流推动电机因受极限功率的限制，已不能满足要求。随着电力电子技术、现代限制理论技术 的发展，研发新型高功率的推动电机技术也是刻不待时。u(3)船舶电力系统适装性技术探讨。电力推动系统装

9、备船舶，不仅须要探讨其与船舶总体的关系，还应考虑 其与船上其他系统、设备的关系。需主要开展以下方面的探讨：系统装备于船舶的适装性问题，并探讨与 此相关的对船舶平安性、牢靠性等的影响，以及系统对船舶海洋环境的适装性问题等；解决系统内部及与 其他船用电子设备之间的电磁兼容性问题。船舶电力推动技术的兴起是现代电力电子技术进步的必定结果。尽管目前电力推动需较高的初投资，维护 管理难度大，但能通过船舶营运后节能、增加舱容和赢利来弥补。随着电力电子器件的改进，电机限制技 术和谐波抑制技术的发展，推动器和推动电机技术的成熟，必将进一步降低电力推动的初投资。可以预见，科技的进步必将为电力推动技术供应更加广袤的市场，也将成为船舶推动装置的主要发展方向。我国在船舶电力推动系统探讨及应用方面起步较晚，但在原动机、发电机、配电、变频调速等关键技术方 面有确定的工业基础。目前我国在船用大功率永磁电机、高压大容量电力电子器件、吊舱推动器等设计与 制造方面与发达国家还有很大差距。我国应进一步加强相关技术的探讨和开发应用，主动参与这一领域的 国际竞争，力争在市场上占有一席之地。THANKS感谢倾听