電力推進整理知識點(共11頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上什么是電力推進？電力推進是由電動機來帶動螺旋槳或者其他推進器來推動船舶運動，而不是由原動機直接帶動推進器。電力推進系統基本由機械原動機(柴油機、燃氣輪機或核動力)構成， 用以驅動交流發(fā)電機，發(fā)電機再為推進電動機提供動力。 同傳統的機械推進方式相比，采用電力推進系統的船舶在經濟性、振動噪聲、船舶操縱、布置和 安全可靠性等方面具有明顯優(yōu)點。 船舶綜合全電力推進系統包括：發(fā)電、輸電、配電、變電、拖動、推進、 儲能、監(jiān)控和電力管理，是現行船舶平臺的電力和動力兩大系統發(fā)展的綜合；它不是電力推進加自動電站 的簡單組合，而是從概念到方案、組成、配置、技術等均發(fā)生重大變化能量流與效率

2、分析上圖中告訴各個環(huán)節(jié)的效率和功率因素 要會計算相應的有功功率 視在功率電力推進節(jié)能原因分析u 節(jié)能原因一 可調速的定距槳比定速可調螺距槳的水動力效率高。u 節(jié)能原因二 電力推進系統的發(fā)電柴油機工作在定速和高負荷區(qū)對應的燃油效率較高而機械推進系統原動機燃油效率隨負載變化差異很大等。差別在較低推力的時候，比如DP和機動航行非常明顯。 船舶電力推進系統的優(yōu)點一：船舶電力推進系統類型1. 直流推進: 可控硅整流器+直流電動機 改變觸發(fā)電路輸出脈沖的相位，從而改變直流電機的電樞電壓，再由此改變電樞電流，實現電機速度的平滑調節(jié).特點：調速簡單、性能好；結構復雜、維護困難。D.C.M存在功率極限和轉速極限

3、2. 交流推進 變距槳+交流異步電動機 優(yōu)點：A幾乎沒有影響電網的諧波，因為沒有采用大功率電力電子器件；B 電動機轉矩穩(wěn)定沒有脈動；C在設計點運行時效率很高。 電流型變頻器+交流同步電動機 交一交變頻器+交流同步電動機 電壓型變頻器+交流異步電動機 永磁電機推進： 交流方波驅動的永磁無刷直流電動機 交流正弦波驅動的永磁同步電動機3,交流電力推進系統優(yōu)點:（1）交流電機的極限容量大。（2）降低了電機的總損耗，提高了效率。（3）可以采用較高的電壓。（4）交流電機的結構比直流電機簡單，維護方便。二：重點和關鍵技術：調速， 實現能量轉換和電氣傳動主流技術：Siemens V/F矢量控制技術：SSP A

4、BB DTC直接轉矩控制技術：AZIPOD三：與6脈波變頻裝置相比，12脈波變頻裝置具有系統響應速度快、諧波含量少、損耗降低、轉矩脈動低等優(yōu)點。其缺點是所需電子元件數量大，對于6脈沖電路需要36個晶閘管，而12脈沖電路需要72個晶閘管，因而增加了成本。船舶電力系統組成(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來的交流電轉換成直流電；再經三相橋式逆變電路轉變?yōu)轭l率可調的交流電，供給推進電動機。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，對電動機來講，基本上是一個電流源。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，相當于直流電動機的調壓調速；u 改變逆變電路觸發(fā)脈沖的順序，即可改變推進電動機的轉矩方向，控制推進電動機轉向，從而使控制電路大大簡化。 (2)SYNCHRO電力推進 交流電通過三相橋式全控整流電路以及平波電抗器，再經過逆變器轉換后向交流同步電機供電，此種推進方式通常被稱為SYNCHRO電力推進。 SYNCHRO輸出頻率，受同步電機轉子所處角度控制： u 每當電機轉過一對磁極，變流裝置的交流電輸出相應地交變一個周期，保證變頻器的輸出頻率和電機的轉速始終保持同步，不會出現失步和振蕩。u 系統功率因數根據電機速度，從額定速度時的0.9到低速的0之間

6、變化。 u SYNCHRO電力推進系統主要有6脈波、12脈波、24脈波等三種結構形式，諧波成分比較固定，消除比較容易。 12脈波SYNCHRO電力推進系統，如果在電網側并聯有兩組LC無源濾波器，對11次、13次諧波進行補償，則對電網產生影響的最低諧波分量就是23次諧波，此時的電網質量可以滿足船級社的規(guī)定，故12脈波的SYNCHRO電力推進系統應用較多。船舶吊艙式電力推進的基本原理將電機置于槳轂中間直接驅動螺旋槳的吊艙式推進系統的方案，推進電機直接和螺旋槳相連，構成獨立的推進模塊，吊艙掛于船體尾部，可以360°水平旋轉，推進方位角可以人為控制。ABB吊艙式對轉螺旋槳（CRP）系統的結構

7、原理和特點 ABB公司在推出吊艙電力推進的基礎上，于2000年推出了吊艙式CRP系統，其結構原理如圖所示。 一般情況下，前螺旋槳由柴油主機驅動，也可以由電動機或汽輪機驅動；后面的吊艙式推進器，還起著舵的作用。我們稱其為“主動舵”，而傳統的舵則稱為“被動舵”。這種類型的CRP系統的特點有： （1）該系統是由兩套完全獨立、且經過實船檢驗，證明可靠性很高的推進系統組成，船舶運行的安全性和可靠性得到了保證。（2）船舶的推進功率可以在幾乎不增加機艙空間的前提下，較大幅度的得以提高。（3）取消了舵機系統和尾側推器，總體上簡化了機械結構。 （4）船舶的機動性和靈活性得以提高。 （5）船舶的推進效率得以顯著提

8、高。試驗表明其推進效率比雙機雙槳推進的效率要高815%，與雙吊艙推進器船相比，效率也提高5%。電力二極管晶閘管特點（1）當晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。（2）當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導通。（3）晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導通。（4）若要使已導通的晶閘管關斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數值以下。應用：特別是快恢復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合具有不可替代的地位。門極可關斷晶閘管（GTO）是晶閘管的

9、一種派生器件，但可以通過在門極施加負的脈沖電流使其關斷，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、電力場效應晶體管相比要差，但其電壓、電流容量較大，與普通晶閘管接近，因而在兆瓦級以上的大功率場合仍有較多的應用。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)中小功率電力電子設備的主導器件，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。應用：中小功率電力電子設備的主導器件，并在繼續(xù)努力提高電壓和電流容量，以期再取代GTO的地位集成門極換向晶閘管(IGCT)應用：由于IGCT具有無需吸收電路和低開關損耗的特點，使它已成為中壓傳動的首選器件之一。注入增強柵晶體管（IEGT）n 它是電壓驅動型

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)低柵極驅動功率和較高的工作頻率。典型的交直交電流型變頻器 （會畫此圖） 由晶閘管整流，并由電感濾波形成直流電流環(huán)節(jié)，也稱為負載換向逆變器或同步器。12脈波整流器上圖中兩個整流器采用不可控二極管，兩個整流器容量相同，整流輸出通過平衡電抗器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。逆變器的結構靈活多樣，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80年代初提出的一種逆變器結構，采用這種結構可以在提高逆變器輸出電壓的同時降低輸

11、出電壓的諧波，因此在高壓、大功率傳動領域得到了廣泛應用。 推進電動機具有多個Y型繞組，每個繞組對應一組三相逆變器，這樣可以解決逆變器之間的均流和環(huán)流問題。，同時形成的電動勢合成磁勢也隨電動機的相數增多而減少，可以有效降低電動機=轉矩脈動，容錯性能更好。交交變頻器也稱為周波變頻器(Cycloconvertor)，它是把電網頻率的交流電直接變換成可調頻率交流電的逆變電路。因為沒有中間直流環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路。交交變頻器的主開關器件一般采用晶閘管，廣泛用于大功率交流電動機調速傳動系統，實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。 某液化天然氣運輸船電力推進系統四臺發(fā)電機組構成了6.6kV、60Hz中壓供電系統，推進系統采用雙軸配置形式，單軸推進功率為16MW，推進電機為3300V的雙三相感應電機，由ABB的ACS6000中壓推進變頻器控制，推進變頻器與主配電板之間采用了雙3/6相推進變壓器，可