超导电磁推进船

世界上第一艘超导电磁推进船“大和一号”已在日本三菱重工株式会社神户船坞和发动机工厂建成。它以电磁推进方式代替了普通螺旋桨推动方式,是未来最新型的船舶。超导电磁推进系统理论上比传统的螺旋桨更适合高速小海轮。由于没有旋转部件,当电磁场强度不变对,推力始终同电流强度成一定比例。这样非常容易控制船速。大功率的电磁体对产生磁场极为重要。在日本,海洋和船舶学院自1985年以来,就着手开始研制和试验超导电磁推进船。“大和一号”用铝合金制造,并覆盖透明合成树脂,     

对船舶电力推进的一点认识

船舶电力推进是指电机直接或间接带动螺旋桨转动,从而推动船舶航行。其工作原理简单,早在一百多年前已在实船上使用。如1886年SIEMENS公司在“ELEKTRT”号游览船上,使用了12kW的直流蓄电池作为推进动力。本世纪30年代为电力推进的第一个发展高峰期,有代表性的船是1935年制造的客船“POTSDAM”号,该船使用了两台9570kW的交流电机作为推进动力,     

邮轮和游船

首先说“轮”字，过去把用机器推进的船称为轮船，因为那时的船舶带有“轮子”。当蒸汽机发明并用在船上后，蒸汽机通过装在船的两侧或船尾部的轮状推进装置推进船舶。我国明代曾出现过有轮的船。叫做轮船，当然那时是靠人力转动“轮”来推进船的。所以当国人知道有用机器带动轮子推进的船后，就将机动船统称为轮船。运货的就叫货轮，运客的就叫客轮，兼运客货的就叫客货轮，专运油的货轮就叫油轮。随着船舶科技的发展，人们发现“轮”的推进效率远不及后来发明的螺旋桨的推进效率，就不用“轮”而改用螺旋桨来推进船舶。现代建造的船舶已绝少用“轮”推进了，只有在某些极浅水域或水上娱乐场所还有装“轮”的船。有机器动力的船也就渐渐不叫某轮或轮船而改称某船或机动船了。当今，凡机器推进的船统称为机动船，也可简称船。于是机动客船就简称客船，机动货船就简称货船。     

螺旋桨稍涡空泡引起异常振动及噪声研究

螺旋桨作为船舶推进的重要设备，空泡现象几乎不可避免且成因十分复杂，本文研究该船在未更换螺旋桨的情况下，顺利解决了由“稍涡空泡”引起的异常振动和噪声问题，为最终解决螺旋桨“空泡”问题提供一定的参考价值。     

船舶轴带发电机转为推进电动机的功能实现

双主机驱动双CPP螺旋桨是目前三用工作船的主要推进方式,这些船舶主机一般都经齿轮箱同时驱动轴带发电机,作为船舶大负载的供应电源,轴带发电机作为推进电动机使用的实例很少。本文主要介绍和分析某艘船舶轴带发电机转变为推进电动机使用,实现单主机驱动双桨过程中,电机如何实现异步启动、同步运行及失步保护功能。通过这种设计在提高船舶设备利用率同时,大大提高了船舶低速航行的经济性和稳定性。     

高温超导船舶推进电机的仿真设计

高温超导技术不断发展,高温超导电机被逐渐应用于船舶的推进系统中,具有广阔的应用前景。与传统的船舶超导推进电机相比,不采用电刷、中空轴、集电环等装置,具有结构简单、可靠性高和制造成本低等优势。本文研究高温超导船舶推进电机的工作原理及电磁特性,在此基础上,提出高温超导船舶推进电机的仿真模型。     

1988年科技世界之最

世界上第一艘实用超导电磁推进船由日本造船振兴财团和研制的世界上第一艘实用超导电磁推进船“和1号”于1988年4月开工,预定1989年底完工。该船长为22米,宽为10米,排水量为150吨。     

船舶推进电机运动控制系统仿真研究

船舶推进电机运动控制系统作为电力推进船舶的核心部分,对其进行建模与仿真分析具有重要意义。针对电机微分方程组数值稳定问题,分析不同方法下的数值稳定域,引入牛顿拉夫逊法求解矢量控制下经梯形法差分化的方程组。结合螺旋桨敞水特性曲线以及实例船舶阻力计算,建立螺旋桨负载和永磁推进电机矢量控制的运动模型。基于Matlab软件编写船机桨不同工况下启航的仿真程序,分析部分典型工况下的变化曲线。仿真结果证明了本文采用模型的正确性,在此模型上可简单快捷增加控制算法,为后续研究提供理论依据。     

螺旋桨水动力分析及其故障诊断方法研究

推进系统是船舶的动力源,一般由电机、螺旋桨和轴系组成,其中螺旋桨作为推进系统的重要组成部分,是船舶前进的重要动力源。螺旋桨在工作过程中会发生自身的磨损、变形、损坏等故障,进而对其他相关部分主机和轴系的工作产生影响。为了提高船舶航行安全性,对螺旋桨的故障诊断显得尤为重要。本文对基于CFD的船舶螺旋桨水动力性能进行分析,并对电力推进船舶螺旋桨故障进行诊断分析。     

吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

现代船舶电力推进装置

船舶电力推进是指电机直接或间接带动螺旋桨转动,从而推动船舶航行,其工作原理简单.早在100多年前就已经在实船上使用,如1886年SIEMENS公司在"ELEKTRT”号游船上,使用了12 kW的直流蓄电池作为推进动力.20世纪30年代为电力推进的第一个发展高峰期.有代表性的船舶是1935年制造的客船"POTSDAM”号,该船使用了两台9 570 kW的交流电机作为推进动力,可见当时电力推进已具有相当的规模.后来由于柴油机技术的飞速发展和船舶逐渐大型化,而电力推进自身局限于齿轮传动,功率受到限制,从而逐渐在商船中退出使用.近十年来,由于技术的发展,使电力推进重新在商船中得以应用,随着电力推进功率的增大,其在商船中的使用越来越广泛.     

科海拾贝

日研制电磁船 日本研制的电磁船,船长30米,宽10米,可承载10人。 该船利用超导电磁铁作为推进装置。工作时,超导电磁铁产生强大的磁场,与海水中的感应电流相互工作,形成一股朝向船尾的强力推进射流,使船体像喷气式飞机在海上疾驰,时速高达185公里/小时。     

基于小波分析的船舶螺旋桨故障诊断

电力推进船舶的推进系统由推进电机和螺旋桨组成,其中螺旋桨工作环境恶劣,常因种种故障影响船舶航行安全。针对螺旋桨在水下可能出现的常见故障,提出基于小波分析的信号奇异性检测方法,通过分析推进电机中定子电流信号出现的异常对螺旋桨出现的故障进行故障诊断,仿真实验证明了方法是正确有效的。     

船舶电力推进系统的建模与仿真

船舶电力推进已成功应用在豪华游轮、破冰船、油轮、化学品船等船舶上,并显示出巨大的发展潜力。为研究船舶电力推进系统,本文采用模块化建模方法,对选用异步电动机作为螺旋桨推进电机的船舶电力推进系统在M ATLAB/S IMUL INK中进行了建模与仿真研究,并将目前最新兴起的直接转矩控制交流调速技术应用到电力推进仿真系统中。仿真模型结构简单,易于更新,仿真结果表明了该模型的适用性。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性。仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性。     

电力推进无人船轴系冲击响应计算

针对无人船的电力推进系统建立电机-轴系动力学模型,分析电机电磁激励力对推进轴系的影响。介绍半正弦波加速度激励,研究冲击激励作用下轴系振动特性,再利用Matlab软件计算多种工况下的轴系冲击振幅,进而对无人船转速进行合理设计。结果表明,船舶在碰撞过程中,冲击能量作用在船舶的推进轴系,造成推进轴系的异常振动或损伤,撞击时船舶航速对轴系影响很大,必须合理选择轴系转速。     

冰区航行船舶电力推进轴系机电耦合的扭振分析

通过螺旋桨桨叶与冰块的相互作用过程,建立单冰块对螺旋桨扭转振动的激励函数;同时建立机电耦合振动数学模型,推导得到机电耦联动力学方程,研究电机电磁激励力对扭转振动的影响。以3500吨科考船电力推进轴系为研究对象,基于冰载荷激励力和电磁激励力对轴系扭转振动进行分析,为复杂的船舶电力推进轴系在冰区航行时的振动研究奠定了基础。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

喷水推进系统在高速船上的应用

喷水推进装置作为船用推进系统的一支新秀，被越来越多地用在中小型高速船舶上，尽管它的成熟产品问世才２０多年，但它在高速船领域已很大地取代了传统推进器－定螺距或变距螺旋桨。根据笔者对大连，上海及珠江三角洲一带高速客船的调查，使用喷水推进系统的船占９０％以上。     

马达螺旋桨——船舶推进新技术

英国《世界渔业》杂志介绍了一种由柴油发电机向马达螺旋桨供电驱动推进船舶的新方法。马达螺旋桨实际上是装在“导流管”中的一台马达组件。导流管壁内放有永磁激励的定子;一个叶端固定在环圈上的螺旋桨作为转子,它们置于一个幅射状支撑的轴向推力轴承内。由于电磁动力是加在螺旋桨叶端的环圈上,具