電力推進(jìn)整理知識(shí)點(diǎn)(共11頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上什么是電力推進(jìn)？電力推進(jìn)是由電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)螺旋槳或者其他推進(jìn)器來(lái)推動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng)，而不是由原動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)推進(jìn)器。電力推進(jìn)系統(tǒng)基本由機(jī)械原動(dòng)機(jī)(柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)或核動(dòng)力)構(gòu)成， 用以驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)再為推進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。 同傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)方式相比，采用電力推進(jìn)系統(tǒng)的船舶在經(jīng)濟(jì)性、振動(dòng)噪聲、船舶操縱、布置和 安全可靠性等方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)。 船舶綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)包括：發(fā)電、輸電、配電、變電、拖動(dòng)、推進(jìn)、 儲(chǔ)能、監(jiān)控和電力管理，是現(xiàn)行船舶平臺(tái)的電力和動(dòng)力兩大系統(tǒng)發(fā)展的綜合；它不是電力推進(jìn)加自動(dòng)電站 的簡(jiǎn)單組合，而是從概念到方案、組成、配置、技術(shù)等均發(fā)生重大變化能量流與效率

2、分析上圖中告訴各個(gè)環(huán)節(jié)的效率和功率因素 要會(huì)計(jì)算相應(yīng)的有功功率 視在功率電力推進(jìn)節(jié)能原因分析u 節(jié)能原因一 可調(diào)速的定距槳比定速可調(diào)螺距槳的水動(dòng)力效率高。u 節(jié)能原因二 電力推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)電柴油機(jī)工作在定速和高負(fù)荷區(qū)對(duì)應(yīng)的燃油效率較高而機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)燃油效率隨負(fù)載變化差異很大等。差別在較低推力的時(shí)候，比如DP和機(jī)動(dòng)航行非常明顯。 船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)一：船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)類(lèi)型1. 直流推進(jìn): 可控硅整流器+直流電動(dòng)機(jī) 改變觸發(fā)電路輸出脈沖的相位，從而改變直流電機(jī)的電樞電壓，再由此改變電樞電流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度的平滑調(diào)節(jié).特點(diǎn)：調(diào)速簡(jiǎn)單、性能好；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難。D.C.M存在功率極限和轉(zhuǎn)速極限

3、2. 交流推進(jìn) 變距槳+交流異步電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：A幾乎沒(méi)有影響電網(wǎng)的諧波，因?yàn)闆](méi)有采用大功率電力電子器件；B 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定沒(méi)有脈動(dòng)；C在設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)效率很高。 電流型變頻器+交流同步電動(dòng)機(jī) 交一交變頻器+交流同步電動(dòng)機(jī) 電壓型變頻器+交流異步電動(dòng)機(jī) 永磁電機(jī)推進(jìn)： 交流方波驅(qū)動(dòng)的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 交流正弦波驅(qū)動(dòng)的永磁同步電動(dòng)機(jī)3,交流電力推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):（1）交流電機(jī)的極限容量大。（2）降低了電機(jī)的總損耗，提高了效率。（3）可以采用較高的電壓。（4）交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)比直流電機(jī)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。二：重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)：調(diào)速， 實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和電氣傳動(dòng)主流技術(shù)：Siemens V/F矢量控制技術(shù)：SSP A

4、BB DTC直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)：AZIPOD三：與6脈波變頻裝置相比，12脈波變頻裝置具有系統(tǒng)響應(yīng)速度快、諧波含量少、損耗降低、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是所需電子元件數(shù)量大，對(duì)于6脈沖電路需要36個(gè)晶閘管，而12脈沖電路需要72個(gè)晶閘管，因而增加了成本。船舶電力系統(tǒng)組成(1)電流型變頻器CSI(Current Source Inverter) u 由整流器、濾波器、逆變器等三部分組成。u 工作原理是整流電路將電網(wǎng)來(lái)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電；再經(jīng)三相橋式逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，供給推進(jìn)電動(dòng)機(jī)。u 電流型變頻器的直流中間環(huán)節(jié)，采用大電感濾波，直流電流波形平直，對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)講，基本上是一個(gè)電流源。u

5、 改變整流電路的觸發(fā)角，就改變了中間直流環(huán)節(jié)的電壓，相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速；u 改變逆變電路觸發(fā)脈沖的順序，即可改變推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向，控制推進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，從而使控制電路大大簡(jiǎn)化。 (2)SYNCHRO電力推進(jìn) 交流電通過(guò)三相橋式全控整流電路以及平波電抗器，再經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換后向交流同步電機(jī)供電，此種推進(jìn)方式通常被稱(chēng)為SYNCHRO電力推進(jìn)。 SYNCHRO輸出頻率，受同步電機(jī)轉(zhuǎn)子所處角度控制： u 每當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極，變流裝置的交流電輸出相應(yīng)地交變一個(gè)周期，保證變頻器的輸出頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持同步，不會(huì)出現(xiàn)失步和振蕩。u 系統(tǒng)功率因數(shù)根據(jù)電機(jī)速度，從額定速度時(shí)的0.9到低速的0之間

6、變化。 u SYNCHRO電力推進(jìn)系統(tǒng)主要有6脈波、12脈波、24脈波等三種結(jié)構(gòu)形式，諧波成分比較固定，消除比較容易。 12脈波SYNCHRO電力推進(jìn)系統(tǒng)，如果在電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)有兩組LC無(wú)源濾波器，對(duì)11次、13次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，則對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的最低諧波分量就是23次諧波，此時(shí)的電網(wǎng)質(zhì)量可以滿(mǎn)足船級(jí)社的規(guī)定，故12脈波的SYNCHRO電力推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用較多。船舶吊艙式電力推進(jìn)的基本原理將電機(jī)置于槳轂中間直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳的吊艙式推進(jìn)系統(tǒng)的方案，推進(jìn)電機(jī)直接和螺旋槳相連，構(gòu)成獨(dú)立的推進(jìn)模塊，吊艙掛于船體尾部，可以360°水平旋轉(zhuǎn)，推進(jìn)方位角可以人為控制。ABB吊艙式對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳（CRP）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

7、原理和特點(diǎn) ABB公司在推出吊艙電力推進(jìn)的基礎(chǔ)上，于2000年推出了吊艙式CRP系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。 一般情況下，前螺旋槳由柴油主機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以由電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)；后面的吊艙式推進(jìn)器，還起著舵的作用。我們稱(chēng)其為“主動(dòng)舵”，而傳統(tǒng)的舵則稱(chēng)為“被動(dòng)舵”。這種類(lèi)型的CRP系統(tǒng)的特點(diǎn)有： （1）該系統(tǒng)是由兩套完全獨(dú)立、且經(jīng)過(guò)實(shí)船檢驗(yàn)，證明可靠性很高的推進(jìn)系統(tǒng)組成，船舶運(yùn)行的安全性和可靠性得到了保證。（2）船舶的推進(jìn)功率可以在幾乎不增加機(jī)艙空間的前提下，較大幅度的得以提高。（3）取消了舵機(jī)系統(tǒng)和尾側(cè)推器，總體上簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。 （4）船舶的機(jī)動(dòng)性和靈活性得以提高。 （5）船舶的推進(jìn)效率得以顯著提

8、高。試驗(yàn)表明其推進(jìn)效率比雙機(jī)雙槳推進(jìn)的效率要高815%，與雙吊艙推進(jìn)器船相比，效率也提高5%。電力二極管晶閘管特點(diǎn)（1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。（2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。（3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用，不論門(mén)極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。（4）若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。應(yīng)用：特別是快恢復(fù)二極管和肖特基二極管，仍分別在中、高頻整流和逆變，以及低壓高頻整流的場(chǎng)合具有不可替代的地位。門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）是晶閘管的

9、一種派生器件，但可以通過(guò)在門(mén)極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。GTO的許多性能雖然與絕緣柵雙極晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比要差，但其電壓、電流容量較大，與普通晶閘管接近，因而在兆瓦級(jí)以上的大功率場(chǎng)合仍有較多的應(yīng)用。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件，并在繼續(xù)努力提高電壓和電流容量，以期再取代GTO的地位。應(yīng)用：中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件，并在繼續(xù)努力提高電壓和電流容量，以期再取代GTO的地位集成門(mén)極換向晶閘管(IGCT)應(yīng)用：由于IGCT具有無(wú)需吸收電路和低開(kāi)關(guān)損耗的特點(diǎn)，使它已成為中壓傳動(dòng)的首選器件之一。注入增強(qiáng)柵晶體管（IEGT）n 它是電壓驅(qū)動(dòng)型

10、帶MOS柵極，能控制大電流的電力電子器件。具有低飽和壓降，寬安全工作區(qū)低柵極驅(qū)動(dòng)功率和較高的工作頻率。典型的交直交電流型變頻器 （會(huì)畫(huà)此圖） 由晶閘管整流，并由電感濾波形成直流電流環(huán)節(jié)，也稱(chēng)為負(fù)載換向逆變器或同步器。12脈波整流器上圖中兩個(gè)整流器采用不可控二極管，兩個(gè)整流器容量相同，整流輸出通過(guò)平衡電抗器Lz1,Lz2抑制沖擊電流，Rz1，Rz2和Cz1，Cz2分別為整流電路的吸收電阻和電容。逆變器的結(jié)構(gòu)靈活多樣，主要有H橋型、兩電平型、多電平型等單相半橋逆變電路單相H橋逆變器多相H橋逆變器 多電平逆變器是20世紀(jì)80年代初提出的一種逆變器結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)可以在提高逆變器輸出電壓的同時(shí)降低輸

11、出電壓的諧波，因此在高壓、大功率傳動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 推進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有多個(gè)Y型繞組，每個(gè)繞組對(duì)應(yīng)一組三相逆變器，這樣可以解決逆變器之間的均流和環(huán)流問(wèn)題。，同時(shí)形成的電動(dòng)勢(shì)合成磁勢(shì)也隨電動(dòng)機(jī)的相數(shù)增多而減少，可以有效降低電動(dòng)機(jī)=轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，容錯(cuò)性能更好。交交變頻器也稱(chēng)為周波變頻器(Cycloconvertor)，它是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率交流電的逆變電路。因?yàn)闆](méi)有中間直流環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路。交交變頻器的主開(kāi)關(guān)器件一般采用晶閘管，廣泛用于大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)際使用的主要是三相輸出交交變頻器。但單相交交變頻器是三相交交變頻器的基礎(chǔ)。 某液化天然氣運(yùn)輸船電力推進(jìn)系統(tǒng)四臺(tái)發(fā)電機(jī)組構(gòu)成了6.6kV、60Hz中壓供電系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)采用雙軸配置形式，單軸推進(jìn)功率為16MW，推進(jìn)電機(jī)為3300V的雙三相感應(yīng)電機(jī)，由ABB的ACS6000中壓推進(jìn)變頻器控制，推進(jìn)變頻器與主配電板之間采用了雙3/6相推進(jìn)變壓器，可