关于重新评价全电力舰船电力推进的思考

过去一段时期，在大功率电子设备的电机领域里，有了引人注目的发展，产生了越来越小型化和功率越来越大的设备和机组，使得销售市场领域日益扩展，并正在投入不同的使用目的，其中也包括用于舰船动力装置，而且其稳定性也在使用中得到了验证。这一发展正在继续拓展，今后可以期望功率密度的提高。渍在需要了解这一发展，并研究在这种背景下常规的舰船设计原则是否能继续使用，或者是否需要给以全新的评价。     

未来舰船综合全电力推进系统的发展动向

介绍了目前国内外舰船全电力推进系统的发展状况，从舰船总体的角度讨论了未来舰船对电力推进和供电进行全面综合的前景，探讨了在各种舰船上开发和应用综合全电力推进系统的关键技术，加入WTO以后我们面临的挑战以及应该采取的对策和发展战略。     

发展综合全电力推进技术是现代舰船发展的客观要求

本文回顾了电力推进的发展历程，分析其研究发展的特点，阐明综合电力推进能全国满足舰船发展要求，是舰船动力发展方向。     

舰船电力推进

本文扼要地介绍了船舶电力推进的发展，分析了其优点，读者通过对本文的阅读，可对船舶电力推进有所了解或起到借鉴作用。     

舰船推进电机及螺旋桨负载模拟系统研究

当前舰船电力推进替代传统的柴油机推进已成为发展趋势,本文介绍了一种能同时模拟推进电机及螺旋桨负载特性的舰船电力推进模拟系统。首先设计了电力推进模拟系统,提出了它的控制策略;其次提出了模拟直流推进电机的设计依据,并进行了模拟直流推进电机的设计;然后介绍了2种模拟螺旋桨负载计算模型;进一步介绍了系统硬件和控制软件;最后用PSIM仿真软件和模拟装置对推进电机和螺旋桨负载在各种工况下的特性进行对比实验。实验结果表明,上述电机设计方法和系统控制策略是正确的,该电力推进模拟系统能可靠运行。     

国外舰船电力推进的新进展

1 前言 80年代中期以来,随着电力电子器件及交流电机调速技术的进步,舰船电力推进迎来了一个蓬勃发展的新时期。其主要特点是:①客船、油船、破冰船与工程船等民用船舶越来越多地采用电力推进,已成流行之势;②发达国家正在大力研制采用电力推进的下一代新型战舰并取得重大进展;③出现了新型发、配电及电力推进方案以及推进电动机的多样化和大功率化。下面分述其概况。     

舰船综合全电力推进系统标准规范分析

本文首先介绍了舰船综合全电力推进技术的主要特点、意义及国内目前相关标准规范的现状,然后详细分析了各分系统现有标准适用性情况,最后提出了综合全电力推进技术的标准化制修订建议。     

综合全电力推进舰船的负荷需求分析

介绍综合全电力推进的优势,分析未来舰船的负荷需求,对比分析表明,综合全电力推进能满足未来舰船的电力需求,总安装功率小于常规舰船,燃料消耗和维护费用低,优势明显。     

舰船综合全电力推进系统相关标准的研究

本文介绍了舰船综合全电力推进技术的国内外发展现状,分析了各分系统的特点及标准情况,提出了相关标准的制修订建议。     

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

本文针对单一的船舶电力推进系统控制策略无法应对所有复杂工况的问题,提出组合控制策略方案。首先基于三种常规电力推进系统控制策略（转速控制、转矩控制、功率控制）各自的适用范围,引入权重函数,定义权重系数,并提出结合粒子群算法优化权重系数的方法,然后搭建船舶电力推进系统仿真模型,模拟船舶复杂工况,验证组合控制策略的适用性。仿真实验结果表明,所提出的组合控制策略方案在应对船舶复杂工况时能充分发挥三种常规控制策略的优势,具有更好的控制效果。     

船舶电力推进动态负荷仿真系统的设计

船舶电力推进因其运营经济性、灵活性、可靠性和环保等优点，被预测为船舶推进的主流。通过系统仿真的方式研究船舶电力推进在可行性和效率方面是一个很好的选择，为此而构建出一个能真实反映船舶螺旋桨负荷特性的半实物在环的船舶电力推进动态负荷仿真系统。本文详细论述了船舶电力推进动态负荷仿真系统的构成、其关键部分的具体设计与实现以及其中所涉及的具体问题和解决方案。     

迎接船舶推进技术的变革

本文分别从市场现状和技术发展趋势等角度,分析了船舶电力推进系统相对于传统机械推进系统的巨大优势,提出了随着环保观念、电力电子技术以及高温超导技术的飞速发展,在未来十五到二十年后,吊舱式全电力推进系统将会成为船舶动力系统的主流模式,并且市场份额有望占据船舶推进系统的半壁江山.文章还分析了中国船舶重工集团公司在发展国产化船舶电力推进系统上的有利条件,提出了预研、技术引进、跨行业整合等加快产业化的建议.     

典型船舶燃料电池推进系统研究

为拓展燃料电池在船舶领域内的应用,针对船用燃料电池电力推进系统进行相关研究。首先,根据船舶的工作环境及船舶的运行工况,选择了厦门地区运营的新型太阳能混合动力游览船作为典型船舶。其次,根据相关母型船的海试以及燃料电池的工作特性,确定了改造后电力推进系统的能量管理策略。最后,基于MATLAB/Simulink建立燃料电池船舶仿真试验平台,验证该系统的可行性。仿真结果显示,燃料电池的输出功率能够分别维持在2 k W和3.6 k W的2个功率点,满足能量管理策略要求,在理论上验证了燃料电池可作为小型船舶的动力源。     

现代船用推进电机技术研究

本文论述了现代船用推进电机技术的发展现状,具体分析了舰船推进发展所需考虑的几项主要性能指标,并对不同类型的推进电机的关键技术指标进行了对比论证。最后,介绍了国外针对几项关键技术指标的发展趋势和采取的一些改进措施。     

舰船推进系统仿真中的柴油机数学模型

仿真技术在舰船推进系统动态性能分析中得到了广泛应用。该文在柴油机试验数据的基础上,提出了一种适合于推进系统动态仿真的涡轮增压柴油机的仿真模型,并具体地给出了几个经验公式的推导和简化迭代的方法。     

吊舱式船舶电力推进实验系统的设计

介绍了吊舱式电力推进实验系统的硬件装置设计、推进系统控制策略、回转系统控制策略以及船桨模型仿真。此系统应用变频传动、电机控制、可编程控制器、总线通信等技术,主要构成部件有驾控台、机旁台、吊舱推进子系统、回转控制子系统等,整合了物理硬件设备和软件仿真,实现了就地控制和远程控制,为研究吊舱式电力推进系统提供了实验平台。     

船舶综合全电力推进系统的动态仿真

为了优化船舶综合全电力推进系统的控制性能,建立了由船舶电站、永磁同步电机和船桨组成的系统数学模型。给出了多台柴油发电机组并联运行的仿真计算方法。在螺旋桨特性计算中,提出了推力系数和扭矩系数的计算方法。针对永磁同步电机常规直接转矩控制存在负载角不稳定问题,提出了基于负载角限制的直接转矩控制算法。以中铁渤海1号船为例,实现船舶全电力推进系统的动态过程仿真,结果验证了数学模型和方法的有效性。     

二十一世纪的Azipod吊舱式电力推进系统

本文叙述了ABB公司的Azipod吊舱式电力推进技术及其发展历史，对一些采用Azipod系统的船舶的运行情况以及最新技术如CompactAzipod和CRP Azipod等的发展作了简要介绍。对电力推进系统中所需控制的关键参数和电站容量，推进为频器选型以及电网谐波畸变等的控制选择方法作了理论上的阐述。     

基于Unity3D的船舶电力推进系统虚拟仿真设计

以某电力推进科考船为母型,在分析电力推进结构和原理的基础上,提出基于Unity3D的虚拟仿真设计,并介绍系统设计过程中的关键技术.仿真结果表明:该设计能实现船舶电力推进系统虚拟场景的漫游控制、部件检查、人机交互等功能,其生成的可执行程序有助于电力推进系统的操作和培训.