船舶電力推進系統(tǒng)第三講船舶電力推進系統(tǒng)的特點與對比（1）由于減小了燃油消耗和維護費用，從而降低了船舶的壽命周期成本，特別是當船舶負荷變化較大時效果更加顯著。例如，對于許多動力定位船來說，其行駛操作的時間和進行控位/機動操縱的時間通常各占一半。（2）系統(tǒng)不易受到單個故障的影響，并且可以對原動機（柴油機或燃氣輪機）的負荷進行優(yōu)化。（3）采用中高速柴油機，其質量更輕，外形更小。（4）船體空間占用更少空間利用也更加靈活。從而增加了船舶的有效載荷。1.2船舶電力推進的特點一、船舶電力系統(tǒng)優(yōu)點和問題1）船舶電力推進系統(tǒng)的主要優(yōu)點（5）推進可通過電纜供電，因而可以不與原動機布置在一起，這就給推進的位置選擇帶來了很大的靈活性。（6）通過使用全方位推進或吊艙式推進裝置，提高了船舶的機動能力。（7）由于傳動軸更短，而且原動機轉速固定，再加上所采用的拉式螺旋槳使水流更加均勻，消弱了空泡現象，從而使推進系統(tǒng)的噪聲和振動大為減輕。（8）船舶生命力強，隨著電力系統(tǒng)靈活性和模塊化的發(fā)展，齒輪傳動系和傳動軸的消失使得機械故障率大幅減少，同時電力推進系統(tǒng)的交叉連接一般來說是可能的，如船上左舷發(fā)電機可以提供能量給右舷電動機。通常采用一前一后或雙繞組電動機，這樣就能選擇推進電源給每個電動機或繞組提供能量，由單一螺旋槳推進變?yōu)槎€甚至多個螺旋槳推進，大幅提高船舶的安全性。布局更靈活、有效空間更多、全壽命費用降低

軸系短布置靈活，可增加艙室空間（1）投資成本增加。不過，隨著電力推進裝置生產數量的增加，其單位成本會逐漸降低。（2）在原動機與螺旋槳之間增加的組成部件（電氣設備——發(fā)電機、變壓器、變頻器和電動機/機器等）加大了船舶滿載時的傳輸損耗。（3）使用中必須考慮變頻調速帶來的諧波問題。（4）對于剛開始使用推進系統(tǒng)的用戶來說，由于船舶安裝了多種新型設備，因此需要制定不同的運行、人員配備及維護策略。2）電力推進系統(tǒng)的缺點

船舶電力推進系統(tǒng)是一種綜合性很強的推進系統(tǒng)，其發(fā)展與許多技術的發(fā)展密切相關，涉及電機制造、電力電子器件、控制理論、計算機輔助設計等眾多學科領域。其中關鍵技術：電機制造技術與電力電子變頻技術二、電力推進系統(tǒng)需要研發(fā)的關鍵新技術電機制造技術

目前使用的電動機包括直流電動機和異步變頻電動機。直流電動機必須由直流電源供電，但發(fā)電及配電系統(tǒng)通常都是三相交流系統(tǒng)，因而直流電動機必須通過可控硅整流器供電，并實現電動機轉速控制。異步電動機或感應電動機是工業(yè)中常用的大負荷電動機，其結構簡單、牢固，在各種使用環(huán)境中都有較長的使用壽命，很少發(fā)生故障，維護工作量小。異步電動機適合用于各種場合，既可作為定速電動機直接連接到電網，也可作為變速電動機由靜止變頻器驅動，如電力推進中的異步電動機。船舶設備中一般不采用同步電動機，但大型推進電機例外。一般可使用低速同步電機直接驅動螺旋槳；如推進功率大于8~10MW時，大功率電機可通過齒輪裝置連接到螺旋漿。傳統(tǒng)的永磁同步電動機通常在功率只有幾千瓦的工業(yè)設備（也包括一些直聯(lián)應用）中使用。隨著其結構的改進，永磁同步電動機開始用于大功率設備（如功率為幾兆瓦的推進系統(tǒng)），特別是在吊艙式推進系統(tǒng)中得到了應用。永磁同步電動機結構緊湊、效率高，特別適合用于要求結構尺寸盡可能小的吊艙式推進系統(tǒng)。另外，新技術電機由于采用了直接水冷系統(tǒng)，可不必安裝吊艙電動機復雜的空氣冷卻系統(tǒng)，從而簡化了設備的制造和安裝。隨著高溫超導材料的發(fā)現和相應技術的快速發(fā)展，高溫超導電動機也已經問世。這種電動機采用高溫超導材料來制作電流傳輸等零部件，應用超導材料降低了電阻，可以減少電能損耗，具有節(jié)能、高效的特點。目前，新型的高溫超導發(fā)電機正在研發(fā)之中。可以展望，在不久的將來，高溫超導全電力推進船舶將出現在人們的視野中。當今，船舶電力推進系統(tǒng)一般采用可變速電動機拖動固定螺距螺旋槳的驅動模式。推進機主要有同步電動機和鼠籠式感應電動機兩種。用于同步電動機的變速控制系統(tǒng)有采用AC-DC-AC變頻器和采用AC-AC循環(huán)型變頻器的調速。AC-AC循環(huán)型變頻器也稱為CYCLO變頻器，具有諧波影響小、功率范圍大、性價比高等特點。由于CYCLO系統(tǒng)可以直接驅動同步電機帶螺旋槳，且調速范圍為0~155r/min，適合于大型船舶。在大型船舶上（如穿梭油船、大型客船等）目前實用的有高壓和低壓CYCLO系統(tǒng)兩種。用于異步電動機電力推進調速控制系統(tǒng)的核心是SPWM變頻器，具有功率因數高、轉矩控制平滑等優(yōu)點。由于SPWM和相關先進控制技術的應用，尤其是高電壓大功率的IGBT晶體管具有快速開關的能力，可以控制開通期間的di/dt，使得其在小容量變換器乃至大容量變換器中廣泛采用電力電子變頻技術特點小結優(yōu)點：1.減小了燃油消耗和維護費用；2.單個故障的影響降低；3.柴油機的質量更輕、體型更小；4.