超级军网请教，海监50的“电力全回转推进系统”是啥东西？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 03:15:10
今天才买到第九期的舰船知识，没看航母专题，封二是海监50，介绍中间有一段话，“采用了电力全回转推进系统“，没看懂，这个是啥东西，和俗称的”全电推进“有啥不同？今天才买到第九期的舰船知识，没看航母专题，封二是海监50，介绍中间有一段话，“采用了电力全回转推进系统“，没看懂，这个是啥东西，和俗称的”全电推进“有啥不同？
就是个电力推进吊舱，可以360度旋转的。
用的是ABB的产品
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
“中国海监83号”出色性能，领衔中国海洋监察考察队
2005年8月15日，中国上海——全球领先的电力和自动化集团ABB公司日前庆祝首条由中国自行设计，配备全电力推进Azipod系统的科学考察船成功交船。该船是中国目前设备最精良的，集执法、监督、考察为一体的船体。交船仪式在上海江南造船大厦举行，船舶设计院，国家海洋局及船厂相关领导均出席了庆祝仪式。
“中国海监83号”是第一条完全由国内自主设计，采用紧凑式吊舱电力推进装置及I级动力定位系统的3000吨级科学考察船，由江南造船集团建造，总体系统设计由708所承担，服役于国家海洋局南海监队。在今年7月15日的试航中，它不仅提早两天完成了整个试航计划，而且所有指标均达到或超过设计性能，大大增强了各方对电力推进设备的信心。
“该项目的成功对我们意义重大，”ABB船舶部中国区总经理周瑞明先生说，“它为如何将国内较低的造船成本和世界领先的船舶技术的结合提供了一个很好的范例，同时也是加强我们与中国造船界进一步合作的一个里程碑式的事件。”
周瑞明先生还指出：“目前中国造船业提出的‘五三一’发展目标 (即在2005年、2010年分别进入世界造船集团‘五强’、‘三强’，到2015年力争成为世界第一造船集团) 显示出了中国政府对于船舶制造业的高度重视与发展决心，能够将世界最新的电力推进技术带到中国并参与其蓬勃发展的造船行业，ABB感到非常荣幸。”
该考察船采用的是由ABB提供的吊舱式全电力推进系统Azipod，与常规推进相比，它能带来10%到15％的燃油节约，另外它还有噪音少，震动小，操作灵活的优点。目前作为一项世界领先的船舶技术，它已在豪华邮轮、破冰船、工程船等多种船型上有着广泛的应用。 该技术在中国的发展前景也将非常广阔，作为一个新兴的发展趋势，相信国内将会有更多的液化天然气船、大型集装箱船、高速渡轮和海洋工程船陆续采用电力推进的方案。
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
“中国海监83号”出色性能，领衔中国海洋监察考察队
2005年8月15日，中国上海——全球领先的电力和自动化集团ABB公司日前庆祝首条由中国自行设计，配备全电力推进Azipod系统的科学考察船成功交船。该船是中国目前设备最精良的，集执法、监督、考察为一体的船体。交船仪式在上海江南造船大厦举行，船舶设计院，国家海洋局及船厂相关领导均出席了庆祝仪式。
“中国海监83号”是第一条完全由国内自主设计，采用紧凑式吊舱电力推进装置及I级动力定位系统的3000吨级科学考察船，由江南造船集团建造，总体系统设计由708所承担，服役于国家海洋局南海监队。在今年7月15日的试航中，它不仅提早两天完成了整个试航计划，而且所有指标均达到或超过设计性能，大大增强了各方对电力推进设备的信心。
“该项目的成功对我们意义重大，”ABB船舶部中国区总经理周瑞明先生说，“它为如何将国内较低的造船成本和世界领先的船舶技术的结合提供了一个很好的范例，同时也是加强我们与中国造船界进一步合作的一个里程碑式的事件。”
周瑞明先生还指出：“目前中国造船业提出的‘五三一’发展目标 (即在2005年、2010年分别进入世界造船集团‘五强’、‘三强’，到2015年力争成为世界第一造船集团) 显示出了中国政府对于船舶制造业的高度重视与发展决心，能够将世界最新的电力推进技术带到中国并参与其蓬勃发展的造船行业，ABB感到非常荣幸。”
该考察船采用的是由ABB提供的吊舱式全电力推进系统Azipod，与常规推进相比，它能带来10%到15％的燃油节约，另外它还有噪音少，震动小，操作灵活的优点。目前作为一项世界领先的船舶技术，它已在豪华邮轮、破冰船、工程船等多种船型上有着广泛的应用。 该技术在中国的发展前景也将非常广阔，作为一个新兴的发展趋势，相信国内将会有更多的液化天然气船、大型集装箱船、高速渡轮和海洋工程船陆续采用电力推进的方案。
用的是ABB的产品。
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
“中国海监83号”出色性能，领衔中国海洋监察考察队
2005年8月15日，中国上海——全球领先的电力和自动化集团ABB公司日前庆祝首条由中国自行设计，配备全电力推进Azipod系统的科学考察船成功交船。该船是中国目前设备最精良的，集执法、监督、考察为一体的船体。交船仪式在上海江南造船大厦举行，船舶设计院，国家海洋局及船厂相关领导均出席了庆祝仪式。
“中国海监83号”是第一条完全由国内自主设计，采用紧凑式吊舱电力推进装置及I级动力定位系统的3000吨级科学考察船，由江南造船集团建造，总体系统设计由708所承担，服役于国家海洋局南海监队。在今年7月15日的试航中，它不仅提早两天完成了整个试航计划，而且所有指标均达到或超过设计性能，大大增强了各方对电力推进设备的信心。
“该项目的成功对我们意义重大，”ABB船舶部中国区总经理周瑞明先生说，“它为如何将国内较低的造船成本和世界领先的船舶技术的结合提供了一个很好的范例，同时也是加强我们与中国造船界进一步合作的一个里程碑式的事件。”
周瑞明先生还指出：“目前中国造船业提出的‘五三一’发展目标 (即在2005年、2010年分别进入世界造船集团‘五强’、‘三强’，到2015年力争成为世界第一造船集团) 显示出了中国政府对于船舶制造业的高度重视与发展决心，能够将世界最新的电力推进技术带到中国并参与其蓬勃发展的造船行业，ABB感到非常荣幸。”
该考察船采用的是由ABB提供的吊舱式全电力推进系统Azipod，与常规推进相比，它能带来10%到15％的燃油节约，另外它还有噪音少，震动小，操作灵活的优点。目前作为一项世界领先的船舶技术，它已在豪华邮轮、破冰船、工程船等多种船型上有着广泛的应用。 该技术在中国的发展前景也将非常广阔，作为一个新兴的发展趋势，相信国内将会有更多的液化天然气船、大型集装箱船、高速渡轮和海洋工程船陆续采用电力推进的方案。
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
“中国海监83号”出色性能，领衔中国海洋监察考察队
2005年8月15日，中国上海——全球领先的电力和自动化集团ABB公司日前庆祝首条由中国自行设计，配备全电力推进Azipod系统的科学考察船成功交船。该船是中国目前设备最精良的，集执法、监督、考察为一体的船体。交船仪式在上海江南造船大厦举行，船舶设计院，国家海洋局及船厂相关领导均出席了庆祝仪式。
“中国海监83号”是第一条完全由国内自主设计，采用紧凑式吊舱电力推进装置及I级动力定位系统的3000吨级科学考察船，由江南造船集团建造，总体系统设计由708所承担，服役于国家海洋局南海监队。在今年7月15日的试航中，它不仅提早两天完成了整个试航计划，而且所有指标均达到或超过设计性能，大大增强了各方对电力推进设备的信心。
“该项目的成功对我们意义重大，”ABB船舶部中国区总经理周瑞明先生说，“它为如何将国内较低的造船成本和世界领先的船舶技术的结合提供了一个很好的范例，同时也是加强我们与中国造船界进一步合作的一个里程碑式的事件。”
周瑞明先生还指出：“目前中国造船业提出的‘五三一’发展目标 (即在2005年、2010年分别进入世界造船集团‘五强’、‘三强’，到2015年力争成为世界第一造船集团) 显示出了中国政府对于船舶制造业的高度重视与发展决心，能够将世界最新的电力推进技术带到中国并参与其蓬勃发展的造船行业，ABB感到非常荣幸。”
该考察船采用的是由ABB提供的吊舱式全电力推进系统Azipod，与常规推进相比，它能带来10%到15％的燃油节约，另外它还有噪音少，震动小，操作灵活的优点。目前作为一项世界领先的船舶技术，它已在豪华邮轮、破冰船、工程船等多种船型上有着广泛的应用。 该技术在中国的发展前景也将非常广阔，作为一个新兴的发展趋势，相信国内将会有更多的液化天然气船、大型集装箱船、高速渡轮和海洋工程船陆续采用电力推进的方案。
吊舱式电力推进装置的应用
叶国泉, 沈林涛
(江南造船(集团)有限责任公司, 上海200011) F [O8}0g @
摘要: 详尽介绍了全回转舵桨合一、吊舱式电力推进的性能及电力推进系统的组成,并结合我国首艘成功采用吊舱-weoe2L8BO q
式电力推进装置船舶的实施效果,阐述了电力推进技术的先进性。
关键词: 电力推进; 吊舱式推进系统; 装船效果; 系统组成
中图分类号: U664. 3 文献标识码: B 文章编号: 100529962 (2007) 0120019203i&y$T\ C a
Abstract: This paper introduces the function and composition of Azipod Electrical Propulsion System. Based on the per2
formance of the ship equipped with Azipod, the technical advantage of the electrical p ropulsion is discussed.
Key words: electrical p ropulsion; Azipod p ropulsion system; ship performance; system integration+R `G3iY^9p$},k}F
第一作者简介:叶国泉,男,高级工程师(研究员级) 。1947
年生, 1970 年上海交通大学船舶动力系毕Lb&H!^9c
业,长期从事船舶设计工作。U+I+O(x/e(~ I U
1 前 言V%I5c U.gxH3P)d
由708研究所设计,江南造船(集团)有限责任公xy'Rn-p3H
司建造的综合海洋监测船“中国海监83”号是首艘由 HBD:q2[+@C
我国自行设计的采用紧凑型吊舱装置的全电力推进
系统船舶,也是目前国内最大、设备最先进的综合海MhJ U)JV)IQ{#X(K
洋监测船。其主要技术参数:
总 长98 m
垂线间长86 m9~I9H2Ey#X^7o M
型 宽15. 2 m?zs;~5e ^no5l)B
型 深7. 8 m
设计吃水5. 0 m
设计排水量约3 420 t$|cu8n |/wv:D
结构吃水5. 5 mdv4tc:[3_/m Y
最大排水量约3 980 t
航速:设计航速18 kn (推进功率2 ×1 700 kW
时) ,常用航速14 kn (推进功率2 ×823 kW 时) ,最
低航速不大于0. 5 kn,无级调速
定员: 80人(船员30人,调查科研人员50人)S-G!dh y~#fl
续航力和自持力:常用航速下续航力为10 000
n mile;额定人员80人情况下,船的自持力为60天
本船可航行于南北纬60度以内的世界各大洋,h9sA-ZLN1c4c
海域,在风力12级的恶劣天气条件下,也可执行维@i j `u S3l8n%rPG
权巡航任务。KjTh)O _o5I d G)F
2 电力推进
电力推进具有低噪声、低振动、低油耗、低废气+SS4X1PQ n t
排放、长时间低速航行、机动性好、冗余度大、运行可
靠、节省机舱空间等优秀性能。海监船工作的特殊
性决定了载体的动力控位和机动操纵时间基本与行
驶操作时间相当。因此,选择电力推进作为本船的
推进装置是最佳的设计方案。
上世纪七八十年代, AC /DC整流器(可控硅整]i P2u+x e#QY
流器)和AC /DC变频器分别问世,变速变频技术的
发展使电力推进系统变得更加紧凑、安全、高效和经
济,随之,越来越多的船舶采用了电力推进系统。| cf2hX8~
电力推进的形式可以分为三种:轴桨推进,舵桨2U%D V!rAQ9mo"gJ x
推进(Z型推进)和吊舱式推进。其中轴桨推进的变
速电动机与螺旋桨轴连接,适用于船舶所需的推进功W-K:E { p
率比较大,超出了舵桨推进能提供的功率范围。舵桨
推进的推进电机在舱内,推进器可以自由转动,能产
生任何方向的推力,但功率范围有限。吊舱式推进的3j*{,SacV/yO o
推进电动机在水下的吊舱内,无机械传动的机构,系
统可以自由转动,能产生任何方向的推力。功率范围
从500～30 000 kW。
综合舵桨推进与吊舱式推进系统的投资成本、安
装、舱室布置、维修等因素,若总推进功率小于等于!Ad-}-E%@ z i
6 600 kW,采用舵桨推进为宜;反之,吊舱式推进装置$r+dS Uenv e!h5e
为佳,但其初投资高,且满载航行时增加传输损耗。
3 电力推进系统组成
本船的电力推进系统由中心电站和2套推进驱i&A)VuDRHb
动器组成。根据本船总体设计的要求及综合经济分
析,中心电站有4 台690 V 的柴油发电机组组成;X|2c.wZI
每套推进驱动器由1 套6 脉冲推进变频器6Zm6qw-K
上海造船 2007年第1期(总第69期) — 19 —2c~bo yG9~b"K
(ACS600W) 、1套5次谐波滤波器和1套紧凑型吊
舱式推进装置(Azipod)组成。-M(|/n3J/|z
3. 1 中心电站
中心电站设有3台主柴油发电机组(每台机组ZO6~ kU!q }
功率为1 800 kW, 1 000 r /min, 690 V, 50 Hz) , 1台(v KIq&D)e AHw
停泊柴油发电机组(机组功率为600 kW, 1 000 r /h.Zn0VMh[[U
min, 690 V, 50 Hz) 。主柴油发电机组既供推进电机
等动力系统的用电,又供船舶日常用电。
3. 2 6脉冲推进变频器
6脉冲推进变频器(ACS600, 690 V, 2 510 kVA,
2 196 A,水冷却) ,采用直接转矩控制(DTC)电机控L"ij KWs#\*A
制方式,不需要速度反馈,响应时间快。带刹车电阻
箱(ACA622)和程序应用控制箱(AC800) ,刹车功率]pk#z/j1I7R)^A&M
为300 kW,最大400 kW,以实现反向快速制动和速
度参考值管理、功率限制控制等功能。2g.Og.o g;xb
3. 3 5次谐波滤波器1G.H*l8Z]8g:Bc%S#q
5次谐波滤波器( 400 V, 630 V, 2 ×175 kVA,
245 Hz,谐波电流450 A, RMS544A)由电容、电抗
器、接触器和热动继电器等组成。滤波器不接地,分 _~6e7G Y sPU r
支并联通过低压配电板供电。其电容容量和电抗感!X(fnH+gJ i
应系数的选择是关键,必须使滤波器达谐振频率时,
具有低阻抗的谐振电路,从而使绝大部分谐波电流-x5Db3|8Y2w+s&J
由调谐滤波器吸收。
3. 4 紧凑型吊舱式推进装置
3. 4. 1 主要技术参数
推进电动机最大额定功率(每台) : 1 860 kW,
690 V \,Z(Q-_ Ihm
螺旋桨:定距, 4叶,镍铝青铜,桨叶直径2. 5 m
转速范围: 0～293 r/min,最大转速316 r /min
3. 4. 2 组成Ed }T2fiYS%F
吊舱式推进装置由转舵模块、支撑模块、电机模 ?~u@ ^8ae+\0Yc:?,C
块和螺旋桨组成。
(1)转舵模块由功率传输单元、转舵单元和安装
块组成,此模块位于船体的舵桨舱内。转舵单元由齿c V P*E1o^4xx,F |
轮箱和转舵电机组成。转舵速度:巡航模式6°/ s,机J+oL7Q|ze9U
动模式12°/ s。安装块与船体的基座相连接。
(2)支撑模块作为转舵模块与电机模块的连接
部件。控制电缆、管系和推进电机的电源线都位于5j_4uh;N
此模块内。
(3)电机模块将永磁同步电动机的输出轴直接
与螺旋桨固定在一起,电动机带有轴承、轴封。轴承
由2个背靠背的球形滚珠推力轴承组成,由1个约R D Lip$^c
24 L的自润滑油箱提供推力轴承的润滑需求。此 i6Ea |BGs
模块包括电动机、刹车、管系、螺旋桨。
3. 4. 3 控制方式
驾驶室———方位角操纵杆模式( 360°内都可得&~f4j B/O UdV W/u,U c
到推进功率) ,巡航模式(推力控制杆加主舵轮) ,遥
控方式,遥控备份控制5K xu A%YV&z
集控室———推力控制杆rx:V2Ur v$l#P4b
舵桨舱———现场备份控制
3. 4. 4 推进控制软件
通过可编程逻辑控制器的推进控制软件,可提Qe&b|{%H F
供控制、保护和监管推进系统的功能,此软件同时具REaV }D?
有功率限制功能,以防止电网的过载。功率限制功
能包括推进功率、刹车和转速限制。
3. 5 功率管理系统
通过功率管理系统( PMS)可选择发电机组投入#q&C c ]-L WMVhr4~|
运行的数量,以达到最佳的经济效率。PMS用于根5\v$oK,r4ZM o
据功率需求和预防电网跳闸故障时,控制和监控发#cm xc7Vux
电机组。PMS适用于管理与母线分离的整套运行
设备,同时也适用于管理跳闸后建立的整套运行设
备。ABB功率管理系统是基于最现代化的ABB 控
制平台,采用Advant控制器。PMS的软件被分开成
单独的控制器,以达到所期望的安全标准。PMS有&YU'SC;g
遥控、现场控制两种操作模式。3cu-^5cE1X
PMS有以下主要功能:.b.Vv3P H#g:@Y b
(1)平衡/不平衡负载分配 h!|g!AkA&N*q(v
负载分配系统用以使柴油发电机组相互之间的
负荷平均分配。只要使用增加/减少的命令,即可进
行自动负载分配修正。}(D$gM i/HbH3o
(2)非重要用电设备的三步脱扣
电网运行时,若负荷高于设定的数值,将自动脱
扣正在电网上运行的非重要的用电设备,首先脱扣
耗电量最大的设备。在短时间延迟后,若负荷依旧
过高,将重复此步骤。整个步骤将重复三次,直至负%UG _ tRH"b nt
荷被充分减少。
— 20 — 叶国泉等:吊舱式电力推进装置的应用
(3)发电机起动命令
为了控制发电机的起动/停止命令,每台发电机#s,U9_?C(I*{
都将按照先后顺序排列。处于排列第一的发电机经
常处于运行状态。每台发电机的顺序排列是随时可
以修改的。:H1@3]"w1e&X8@C!S0\;J
(4)跳闸后重起动'Z#YxO9b2P
当正在使用的母线跳闸后,起动顺序排列将输 R5LL{jn
出一个起动信号至所有可用的发电机,以恢复运行。
(5)最少发电机数量
操作人员可以预先设定所需的最少发电机的数
量,但数量可以随时修改。
3. 6 转舵模块的安装
吊舱式电力推进装置是本船的核心设备,转舵
模块的安装更为重要。ABB 公司根据本船的线形0gDP Yrv%C VD
及航速,设计了吊舱式推进装置的全回转转舵模块。|hh"u n'c4R'Vc5n_
要求船厂设计的基座结构不但应满足强度要求,安(aIxq.T ?
装时还必须满足其对倾斜度、调整度、外斜度的特殊
要求。 bt4i`J)E(A{"z W
3. 7 谐波控制v0_ O$cL`~~
本船最大的谐波电流源是电力推进系统。谐波S Toy} H'x \3W
将对电机产生振动,引起发热对电机带来危害,并将OpS_t
影响通信电子设备的正常工作。为确保电气设备的
使用安全可靠,必须将本船的400 V和690 V电网
的谐波限制在规范允许的数值内。
经过综合经济分析和可靠性的论证,本船每套
电力推进驱动器由1 套6 脉冲推进变频器u\+Q A4fw#W
(ACS600W) 、1套5次谐波滤波器和1套紧凑型吊
舱式推进装置(Azipod)组成。采用6脉冲变频器,1U%a4m'wSYg
不需要推进变压器,既节约了设备成本,也不需要考
虑推进变压器的瞬时起动峰值电流。虽然其谐波干
扰比12脉冲变频器大,但通过优化“发电机电抗”、0H0\(r H|I F
“输配电系统中使用谐波滤波器”等技术,可简易、+ZCzx8}]
经济有效地改善谐波干扰。特别是在本船的推进功
率不是很大,而要求又不很高的场合上使用,可达到5i*HS2@,kj3h
事半功倍的效果。
为杜绝其他用电设备可能引起的谐波干扰,船
厂对电缆敷设严格按如下要求操作: {Rx4HwJ1x S
(1)动力电缆与信号电缆分束;
(2) 690 V电缆与400 V电缆分束;,Pq7dR,s5`sW)KJ!O |
(3)每根电缆接地必须良好。r7H/c3`8dv3T8A
经上述有效的技术措施,效果明显。试航测试cq2k/A.d bV
报告显示:发电机组( 1 800 kW ×3 + 600 kW)同时
工作,电站总负荷4 140 kW, 690 V电网的谐波值为:{ l7_o U*G(Tn
8. 6% (符合允许数值10%以下) , 400 V 电网的谐
波值为4. 3% (符合规范规定数值5%以下) 。试航zvOR j!K$k3E.|
中通信电子设备的工作正常。
4 实施效果9\ {(w l2bh3mT
(1)船体振动轻微 UIV \ id r:@uOE
推进电机功率在100%工况时,上层建筑的最
大振动速度为1. 5 mm / s,振动频率为2. 55 Hz;机舱
的最大振动发生在机舱内底,最大振动速度为2. 2
mm / s,振动频率为66. 67 Hz。-D ~l q_+A
所有测点的振动速度均远小于ISO - 6954-t/O]aRj9`/Y};V
(1984)商船船体振动的评价合格数值9 mm / s,甚至
大大超过优秀标准4 mm / s。舱室噪声指标全部达
到设计要求。因此,本船完全适合水声测量、重力测2s0DO&j%c K` ~#|
量和磁力测量的作业要求。
(2)操纵性极佳
航速18 kn时的回转直径约260 m,回转直径与
船长之比值为2. 63。低速时,可原地回转。试航时{ ?6fB;I W vx
实测,从全速前进变为全速后退, 仅前进0. 43 n
mile。 M Rlb,[6RJ3x
(3)低速航行可靠性好
本船能长时间以0. 5 kn速度航行,可满足海洋
专业调查的需要,适用于多波束调查地质地貌的操
作要求。(`w{O)p m(o1q0K
(4)冗余度大D7HSHdZ5gB aX
推进动力系统有足够的冗余度,推进系统不易
受到单个设备故障的影响。
(5)低油耗 f:D.?.Nr4c/F
据估算,本船的吊舱式电力推进系统与常规推)Q4f|7u%@V
进系统相比,燃油可节约10%～15%。
(6)航行经济性好K-h8l?u3U \}S}tL1c
航行时,功率管理系统( PMS)可选择发电机组1\o/H V&s#Y7vm
投入运行的数量,以达到最佳的经济效率。
上海造船 2007年第1期(总第69期) — 21 —
叶国泉, 沈林涛
(江南造船(集团)有限责任公司, 上海200011) F [O8}0g @
摘要: 详尽介绍了全回转舵桨合一、吊舱式电力推进的性能及电力推进系统的组成,并结合我国首艘成功采用吊舱-weoe2L8BO q
式电力推进装置船舶的实施效果,阐述了电力推进技术的先进性。
关键词: 电力推进; 吊舱式推进系统; 装船效果; 系统组成
中图分类号: U664. 3 文献标识码: B 文章编号: 100529962 (2007) 0120019203i&y$T\ C a
Abstract: This paper introduces the function and composition of Azipod Electrical Propulsion System. Based on the per2
formance of the ship equipped with Azipod, the technical advantage of the electrical p ropulsion is discussed.
Key words: electrical p ropulsion; Azipod p ropulsion system; ship performance; system integration+R `G3iY^9p$},k}F
第一作者简介:叶国泉,男,高级工程师(研究员级) 。1947
年生, 1970 年上海交通大学船舶动力系毕Lb&H!^9c
业,长期从事船舶设计工作。U+I+O(x/e(~ I U
1 前 言V%I5c U.gxH3P)d
由708研究所设计,江南造船(集团)有限责任公xy'Rn-p3H
司建造的综合海洋监测船“中国海监83”号是首艘由 HBD:q2[+@C
我国自行设计的采用紧凑型吊舱装置的全电力推进
系统船舶,也是目前国内最大、设备最先进的综合海MhJ U)JV)IQ{#X(K
洋监测船。其主要技术参数:
总 长98 m
垂线间长86 m9~I9H2Ey#X^7o M
型 宽15. 2 m?zs;~5e ^no5l)B
型 深7. 8 m
设计吃水5. 0 m
设计排水量约3 420 t$|cu8n |/wv:D
结构吃水5. 5 mdv4tc:[3_/m Y
最大排水量约3 980 t
航速:设计航速18 kn (推进功率2 ×1 700 kW
时) ,常用航速14 kn (推进功率2 ×823 kW 时) ,最
低航速不大于0. 5 kn,无级调速
定员: 80人(船员30人,调查科研人员50人)S-G!dh y~#fl
续航力和自持力:常用航速下续航力为10 000
n mile;额定人员80人情况下,船的自持力为60天
本船可航行于南北纬60度以内的世界各大洋,h9sA-ZLN1c4c
海域,在风力12级的恶劣天气条件下,也可执行维@i j `u S3l8n%rPG
权巡航任务。KjTh)O _o5I d G)F
2 电力推进
电力推进具有低噪声、低振动、低油耗、低废气+SS4X1PQ n t
排放、长时间低速航行、机动性好、冗余度大、运行可
靠、节省机舱空间等优秀性能。海监船工作的特殊
性决定了载体的动力控位和机动操纵时间基本与行
驶操作时间相当。因此,选择电力推进作为本船的
推进装置是最佳的设计方案。
上世纪七八十年代, AC /DC整流器(可控硅整]i P2u+x e#QY
流器)和AC /DC变频器分别问世,变速变频技术的
发展使电力推进系统变得更加紧凑、安全、高效和经
济,随之,越来越多的船舶采用了电力推进系统。| cf2hX8~
电力推进的形式可以分为三种:轴桨推进,舵桨2U%D V!rAQ9mo"gJ x
推进(Z型推进)和吊舱式推进。其中轴桨推进的变
速电动机与螺旋桨轴连接,适用于船舶所需的推进功W-K:E { p
率比较大,超出了舵桨推进能提供的功率范围。舵桨
推进的推进电机在舱内,推进器可以自由转动,能产
生任何方向的推力,但功率范围有限。吊舱式推进的3j*{,SacV/yO o
推进电动机在水下的吊舱内,无机械传动的机构,系
统可以自由转动,能产生任何方向的推力。功率范围
从500～30 000 kW。
综合舵桨推进与吊舱式推进系统的投资成本、安
装、舱室布置、维修等因素,若总推进功率小于等于!Ad-}-E%@ z i
6 600 kW,采用舵桨推进为宜;反之,吊舱式推进装置$r+dS Uenv e!h5e
为佳,但其初投资高,且满载航行时增加传输损耗。
3 电力推进系统组成
本船的电力推进系统由中心电站和2套推进驱i&A)VuDRHb
动器组成。根据本船总体设计的要求及综合经济分
析,中心电站有4 台690 V 的柴油发电机组组成;X|2c.wZI
每套推进驱动器由1 套6 脉冲推进变频器6Zm6qw-K
上海造船 2007年第1期(总第69期) — 19 —2c~bo yG9~b"K
(ACS600W) 、1套5次谐波滤波器和1套紧凑型吊
舱式推进装置(Azipod)组成。-M(|/n3J/|z
3. 1 中心电站
中心电站设有3台主柴油发电机组(每台机组ZO6~ kU!q }
功率为1 800 kW, 1 000 r /min, 690 V, 50 Hz) , 1台(v KIq&D)e AHw
停泊柴油发电机组(机组功率为600 kW, 1 000 r /h.Zn0VMh[[U
min, 690 V, 50 Hz) 。主柴油发电机组既供推进电机
等动力系统的用电,又供船舶日常用电。
3. 2 6脉冲推进变频器
6脉冲推进变频器(ACS600, 690 V, 2 510 kVA,
2 196 A,水冷却) ,采用直接转矩控制(DTC)电机控L"ij KWs#\*A
制方式,不需要速度反馈,响应时间快。带刹车电阻
箱(ACA622)和程序应用控制箱(AC800) ,刹车功率]pk#z/j1I7R)^A&M
为300 kW,最大400 kW,以实现反向快速制动和速
度参考值管理、功率限制控制等功能。2g.Og.o g;xb
3. 3 5次谐波滤波器1G.H*l8Z]8g:Bc%S#q
5次谐波滤波器( 400 V, 630 V, 2 ×175 kVA,
245 Hz,谐波电流450 A, RMS544A)由电容、电抗
器、接触器和热动继电器等组成。滤波器不接地,分 _~6e7G Y sPU r
支并联通过低压配电板供电。其电容容量和电抗感!X(fnH+gJ i
应系数的选择是关键,必须使滤波器达谐振频率时,
具有低阻抗的谐振电路,从而使绝大部分谐波电流-x5Db3|8Y2w+s&J
由调谐滤波器吸收。
3. 4 紧凑型吊舱式推进装置
3. 4. 1 主要技术参数
推进电动机最大额定功率(每台) : 1 860 kW,
690 V \,Z(Q-_ Ihm
螺旋桨:定距, 4叶,镍铝青铜,桨叶直径2. 5 m
转速范围: 0～293 r/min,最大转速316 r /min
3. 4. 2 组成Ed }T2fiYS%F
吊舱式推进装置由转舵模块、支撑模块、电机模 ?~u@ ^8ae+\0Yc:?,C
块和螺旋桨组成。
(1)转舵模块由功率传输单元、转舵单元和安装
块组成,此模块位于船体的舵桨舱内。转舵单元由齿c V P*E1o^4xx,F |
轮箱和转舵电机组成。转舵速度:巡航模式6°/ s,机J+oL7Q|ze9U
动模式12°/ s。安装块与船体的基座相连接。
(2)支撑模块作为转舵模块与电机模块的连接
部件。控制电缆、管系和推进电机的电源线都位于5j_4uh;N
此模块内。
(3)电机模块将永磁同步电动机的输出轴直接
与螺旋桨固定在一起,电动机带有轴承、轴封。轴承
由2个背靠背的球形滚珠推力轴承组成,由1个约R D Lip$^c
24 L的自润滑油箱提供推力轴承的润滑需求。此 i6Ea |BGs
模块包括电动机、刹车、管系、螺旋桨。
3. 4. 3 控制方式
驾驶室———方位角操纵杆模式( 360°内都可得&~f4j B/O UdV W/u,U c
到推进功率) ,巡航模式(推力控制杆加主舵轮) ,遥
控方式,遥控备份控制5K xu A%YV&z
集控室———推力控制杆rx:V2Ur v$l#P4b
舵桨舱———现场备份控制
3. 4. 4 推进控制软件
通过可编程逻辑控制器的推进控制软件,可提Qe&b|{%H F
供控制、保护和监管推进系统的功能,此软件同时具REaV }D?
有功率限制功能,以防止电网的过载。功率限制功
能包括推进功率、刹车和转速限制。
3. 5 功率管理系统
通过功率管理系统( PMS)可选择发电机组投入#q&C c ]-L WMVhr4~|
运行的数量,以达到最佳的经济效率。PMS用于根5\v$oK,r4ZM o
据功率需求和预防电网跳闸故障时,控制和监控发#cm xc7Vux
电机组。PMS适用于管理与母线分离的整套运行
设备,同时也适用于管理跳闸后建立的整套运行设
备。ABB功率管理系统是基于最现代化的ABB 控
制平台,采用Advant控制器。PMS的软件被分开成
单独的控制器,以达到所期望的安全标准。PMS有&YU'SC;g
遥控、现场控制两种操作模式。3cu-^5cE1X
PMS有以下主要功能:.b.Vv3P H#g:@Y b
(1)平衡/不平衡负载分配 h!|g!AkA&N*q(v
负载分配系统用以使柴油发电机组相互之间的
负荷平均分配。只要使用增加/减少的命令,即可进
行自动负载分配修正。}(D$gM i/HbH3o
(2)非重要用电设备的三步脱扣
电网运行时,若负荷高于设定的数值,将自动脱
扣正在电网上运行的非重要的用电设备,首先脱扣
耗电量最大的设备。在短时间延迟后,若负荷依旧
过高,将重复此步骤。整个步骤将重复三次,直至负%UG _ tRH"b nt
荷被充分减少。
— 20 — 叶国泉等:吊舱式电力推进装置的应用
(3)发电机起动命令
为了控制发电机的起动/停止命令,每台发电机#s,U9_?C(I*{
都将按照先后顺序排列。处于排列第一的发电机经
常处于运行状态。每台发电机的顺序排列是随时可
以修改的。:H1@3]"w1e&X8@C!S0\;J
(4)跳闸后重起动'Z#YxO9b2P
当正在使用的母线跳闸后,起动顺序排列将输 R5LL{jn
出一个起动信号至所有可用的发电机,以恢复运行。
(5)最少发电机数量
操作人员可以预先设定所需的最少发电机的数
量,但数量可以随时修改。
3. 6 转舵模块的安装
吊舱式电力推进装置是本船的核心设备,转舵
模块的安装更为重要。ABB 公司根据本船的线形0gDP Yrv%C VD
及航速,设计了吊舱式推进装置的全回转转舵模块。|hh"u n'c4R'Vc5n_
要求船厂设计的基座结构不但应满足强度要求,安(aIxq.T ?
装时还必须满足其对倾斜度、调整度、外斜度的特殊
要求。 bt4i`J)E(A{"z W
3. 7 谐波控制v0_ O$cL`~~
本船最大的谐波电流源是电力推进系统。谐波S Toy} H'x \3W
将对电机产生振动,引起发热对电机带来危害,并将OpS_t
影响通信电子设备的正常工作。为确保电气设备的
使用安全可靠,必须将本船的400 V和690 V电网
的谐波限制在规范允许的数值内。
经过综合经济分析和可靠性的论证,本船每套
电力推进驱动器由1 套6 脉冲推进变频器u\+Q A4fw#W
(ACS600W) 、1套5次谐波滤波器和1套紧凑型吊
舱式推进装置(Azipod)组成。采用6脉冲变频器,1U%a4m'wSYg
不需要推进变压器,既节约了设备成本,也不需要考
虑推进变压器的瞬时起动峰值电流。虽然其谐波干
扰比12脉冲变频器大,但通过优化“发电机电抗”、0H0\(r H|I F
“输配电系统中使用谐波滤波器”等技术,可简易、+ZCzx8}]
经济有效地改善谐波干扰。特别是在本船的推进功
率不是很大,而要求又不很高的场合上使用,可达到5i*HS2@,kj3h
事半功倍的效果。
为杜绝其他用电设备可能引起的谐波干扰,船
厂对电缆敷设严格按如下要求操作: {Rx4HwJ1x S
(1)动力电缆与信号电缆分束;
(2) 690 V电缆与400 V电缆分束;,Pq7dR,s5`sW)KJ!O |
(3)每根电缆接地必须良好。r7H/c3`8dv3T8A
经上述有效的技术措施,效果明显。试航测试cq2k/A.d bV
报告显示:发电机组( 1 800 kW ×3 + 600 kW)同时
工作,电站总负荷4 140 kW, 690 V电网的谐波值为:{ l7_o U*G(Tn
8. 6% (符合允许数值10%以下) , 400 V 电网的谐
波值为4. 3% (符合规范规定数值5%以下) 。试航zvOR j!K$k3E.|
中通信电子设备的工作正常。
4 实施效果9\ {(w l2bh3mT
(1)船体振动轻微 UIV \ id r:@uOE
推进电机功率在100%工况时,上层建筑的最
大振动速度为1. 5 mm / s,振动频率为2. 55 Hz;机舱
的最大振动发生在机舱内底,最大振动速度为2. 2
mm / s,振动频率为66. 67 Hz。-D ~l q_+A
所有测点的振动速度均远小于ISO - 6954-t/O]aRj9`/Y};V
(1984)商船船体振动的评价合格数值9 mm / s,甚至
大大超过优秀标准4 mm / s。舱室噪声指标全部达
到设计要求。因此,本船完全适合水声测量、重力测2s0DO&j%c K` ~#|
量和磁力测量的作业要求。
(2)操纵性极佳
航速18 kn时的回转直径约260 m,回转直径与
船长之比值为2. 63。低速时,可原地回转。试航时{ ?6fB;I W vx
实测,从全速前进变为全速后退, 仅前进0. 43 n
mile。 M Rlb,[6RJ3x
(3)低速航行可靠性好
本船能长时间以0. 5 kn速度航行,可满足海洋
专业调查的需要,适用于多波束调查地质地貌的操
作要求。(`w{O)p m(o1q0K
(4)冗余度大D7HSHdZ5gB aX
推进动力系统有足够的冗余度,推进系统不易
受到单个设备故障的影响。
(5)低油耗 f:D.?.Nr4c/F
据估算,本船的吊舱式电力推进系统与常规推)Q4f|7u%@V
进系统相比,燃油可节约10%～15%。
(6)航行经济性好K-h8l?u3U \}S}tL1c
航行时,功率管理系统( PMS)可选择发电机组1\o/H V&s#Y7vm
投入运行的数量,以达到最佳的经济效率。
上海造船 2007年第1期(总第69期) — 21 —
将邪 发表于 2011-8-10 22:04 ![]()
学习了，谢谢。
学习了，谢谢。
看了还是不太懂 比较深奥啊！
将邪 发表于 2011-8-10 22:22 ![]()
吊舱式电力推进装置的应用
叶国泉, 沈林涛
(江南造船(集团)有限责任公司, 上海200011) F [ O8}0g @
非常感谢科普！有很多文章都在说电力推进是船舶推进系统的一次革命，希望天朝不要被落下才好啊！
吊舱式电力推进装置的应用
叶国泉, 沈林涛
(江南造船(集团)有限责任公司, 上海200011) F [ O8}0g @
非常感谢科普！有很多文章都在说电力推进是船舶推进系统的一次革命，希望天朝不要被落下才好啊！{:soso__5598986718955576675_4:}天朝已经落下了，国内迄今为止还是没有成熟可用的产品，对比起来，至少十年以上了。
看到参数，总算明白这次吊舱全回旋而不是Z字全回旋。
ABB的
够先进！！！
全电力回转式推进系统全名应叫吊舱式全电力回转式推进系统，简单说就是，电机直接和螺旋桨相连，吊挂在船体下并可做360度旋转，从而省却了轴系和舵机系统等。
全电力回转式推进系统全名应叫吊舱式全电力回转式推进系统，简单说就是，电机直接和螺旋桨相连，吊挂在船体下并可做360度旋转，从而省却了轴系和舵机系统等。
全点推进是国字号项目,在主战舰艇上的应用不会早于2020
f22 发表于 2011-12-16 09:02 ![]()
全点推进是国字号项目,在主战舰艇上的应用不会早于2020
不早于2020年？BKC啊
全点推进是国字号项目,在主战舰艇上的应用不会早于2020
不早于2020年？BKC啊
lz不知道？去看看法国西北风的舰底就明白了！
将邪 发表于 2011-8-10 22:17 ![]()
用的是ABB的产品。
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
ABB是个好同志啊。很多电力设备开始用ABB的，后来全国产了
用的是ABB的产品。
ABB助推国内首艘电力推动科学考察船
ABB是个好同志啊。很多电力设备开始用ABB的，后来全国产了
这次欧债危机咱们要是能抄底ABB就好啦，电气工程领域的大牛啊
这次欧债危机咱们要是能抄底ABB就好啦，电气工程领域的大牛啊
这种底裤级别的公司抄底是抄不到的。一个不愁没生意，不会沦落到被抄底那种程度，二是谁都不想光身子，没死之前都会死命拉住
这种底裤级别的公司抄底是抄不到的。一个不愁没生意，不会沦落到被抄底那种程度，二是谁都不想光身子，没死之前都会死命拉住
反正是多国合作的公司，参个股也是不错的
材与非材 发表于 2011-12-16 23:17 ![]()
这种底裤级别的公司抄底是抄不到的。一个不愁没生意，不会沦落到被抄底那种程度，二是谁都不想光身子，没 ...
特高压交、直流成套设备国内过关后，ABB在电力领域领先国内企业的就不多了。
这种底裤级别的公司抄底是抄不到的。一个不愁没生意，不会沦落到被抄底那种程度，二是谁都不想光身子，没 ...
特高压交、直流成套设备国内过关后，ABB在电力领域领先国内企业的就不多了。
反正是多国合作的公司，参个股也是不错的
最多也只能做到这个程度。
最多也只能做到这个程度。