船舶电力推进的发展课件讲解

一、船舶电力推进的发展1.4船舶电力推进系统的特点发展与新技术的应用第一代电力推进（19世纪末）蓄电池－直流电机（20世纪初）蒸气机－发电机－电动机第二代电力推进（20世纪70年代）发电机组－变频－电机同步电机第三代吊舱（20世纪90年代）全回转、吊舱一、船舶电力推进的发展1.4船舶电力推进系统的特点发展与新技术的应用1920’s:FirstGeneration:Turbo-ElectricMachineryElectricalSynchronousPropulsionMotorsVariableGeneratorFrequencyOne-to-OneGenerator-Propulsion1980’s:SecondGenerationDiesel-ElectricPowerPlant,lateralsoTurbo-ElectricFixedfrequencyElectricPowerDistributionAC/DCandAC/ACPowerConversion1990’s:BreakthroughforElectricPropulsionDominatinginCruiser,Icebreakers,OffshoreOilExplorationPoddedPropulsionHistoricalDevelopment-ElectricPropulsion

19世纪末期，在德国和俄国最先开始了开展许多以蓄电池为能量源的电力推进应用试验，此后第一代电力推进1920年代投入使用，结果在减小客船横渡大西洋时间上效果明显。1、第一代电力推进

20世纪初期，电力推进曾一度成为舰船动力的新潮方案。从20世纪初至20世纪40年代，各国建造了大量电力推进舰船，从民用的客轮、货轮、油轮到军用舰艇，都有采用电力推进系统的。二战期间战功卓著的美国海军“列克星敦”级大型航空母舰，采用的就是蒸汽轮机-发电机-电力推进系统。

电力推进系统能在20世纪初期迎来“第一次浪潮”，主要原因是当时的舰船日益大型化。在2万吨甚至3万多吨的战舰上，如果采用传统推进装置，长达近百米的主轴和大型机械减速装置在制造上相当有难度，而采用电力推进系统可以绕过这一难题。

第一代电力推进兴起的主要原因

随着技术的进步，主要海军大国已经可以研制生产满足大型战舰要求的超长主轴和大型齿轮减速装置，而电力推进装置由于增多了能量变换环节，带来了设备昂贵、传动效率低、维护保养工作量大等一系列缺点，故大型舰船又重新回到了采用传统轴系的直接推进技术。第一代电力推进衰落的主要原因

20世纪70年代后，电力部件向大功率方向飞速发展，功率一体积比不断提高。以开关技术为基础的功率电子技术不但不断提高了开关的频率，而且朝着智能化、模块化方向发展，具有代表性的几种功率电子器件首先在陆上电网得到了应用，然后又逐步应用到了舰艇上，功率电子技术彻底改变了舰艇能量变换的面貌。80年代以后，进入实用阶段的永磁电机可以给舰艇电力推进设备带来更小的体积和重量，加上大功率、低油耗的新型燃气轮机面世，这使得电力推进的“复辟”有了技术上的可行性。2、第二代电力推进兴起的主要原因电力推进是一个能满足不同需求的领域。成功的电力推进解决方案被应用于基于建造、操作、经济性等方面考虑的海军舰船、液压及推进工程、电力工程等方面船舶。

电力推进采用蒸汽透平或柴油机带动发电机，采用不同的配置形式，已应用于数以千计的各种船型。此外在潜艇和水面舰只中，电力推进系统也有不少潜在的装机容量。

第二代电力推进兴起的主要原因1990年，ABB芬兰分公司研发的1.5MW的Azipod吊舱推进器运用于“SEILI”号航道工程船，开创了吊舱式电力推进的先河。（ABB集团位列全球500强企业，集团总部位于瑞士苏黎世。ABB由两个历史100多年的国际性企业瑞典的阿西亚公司（ASEA）和瑞士的布朗勃法瑞公司（BBCBrownBoveri）在1988年合并而成。两公司分别成立于1883年和1891年。ABB是电力和自动化技术领域的领导厂商。ABB的技术可以帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响。ABB集团业务遍布全球100多个国家，拥有13万名员工，2010年销售额高达320亿美元。）瑞典Kamewa公司和法国Alstom公司合作开发了Mermaid吊舱推进器;德国Schottel和Siemens公司研制成功Siemens-SchottelPropulsor（SSP）吊舱推进器;

荷兰Wartsila(LIPS)公司和德国SAM电子公司发展了Dolphin吊舱推进器。3、第三代电力推进系统（吊舱桨）两种电力推进系统的推进设备比较吊舱推进直接推进[12]吊舱式电力推进器（Pod）POD的产生和发展POD推进系统的概念由芬兰kvaemerMasa-Yard和ABB芬兰公司于1989年率先提出，它在推进装置设计上采用了吊舱式的结构形式，突破了“柴油机加开放式的传动轴系”的推进器设计定式。吊舱式结构，就是推进电机直接和螺旋桨相连，构成独立的推进模块，吊挂于船体尾部。该推进模块由电动液压机构驱动，可以360度水平旋转，省去了舵系统。吊舱电力推进将推进电机置于船外的吊舱中，发电机和电动机的能量通过电缆传输，全船采用统一电站提供能量，可进行全船调配平衡，极大地提高了船舶设计的灵活性。PoddedPropulsion随AZIMUTH侧推器和吊舱式推进装置的引入，电力推进系统的配置应用在不同的船型中以满足运输、机动、定位等目的。目前，电力推进主要应用在以下船型：游轮、渡轮、动力定位的钻井船、侧推辅助定位锚泊的生产设施，油轮，布缆船，铺管船，破冰船，其它冰区航行船舶，供给船，战舰。在已存在和新的应用领域中新造船舶中适用电力推进的研究和评估工作正在进行。

吊舱推进器扩大了电力推进的适用范围vs.ABPOD推进器的优点1)吊舱360°转动，为船舶提供了更快、更安全的机动性能；2）节省燃料，减少废弃排放；3）降低了振动和噪声；4）可靠性高，维修工作量减少；5）模块化程度高，便于后期安装；6）可采用对转螺旋桨等技术，改善空泡性能、提高效率。玛丽女王二号Siemens-Schottel的SSP推进器

SSP利用了Schottel公司的双螺旋桨设计思想和大功率的优点，采用独特的同轴同转双桨设计，吊舱前后的两个螺旋桨均承担负载。吊舱舱体的外面有两个飞机尾翼状的翼片，其主要作用是回收前桨尾流的旋转能量。SSP推进器能够使整个推