船舶轴带电机及其PTO／PTI工作方式的原理和应用

既可以从主机吸收能量发电,部分或全部替代电站发电机,也可作为电动机从电站吸收能量驱动螺旋桨,“轴带电机”的概念已经形成十多年了。此文简要介绍船舶轴带电机作为发电机和电动机工作的原理和应用,认为可较大提高变距桨船舶航行的安全可靠性。

船舶轴带电机推进\发电系统设计与分析

文中以某型船为例,介绍了船舶轴带电机推进\发电系统的设计、配置方法,以及基于轴带电机的几种典型运行模式,分析了该船舶几种典型工况下,轴带电机推进\发电系统的运行控制方式。并以某型船设计方案为例,详细分析了轴带电机作为推进电动机时,采用小电机起动和限流起动两种起动方式的起动过程和对比分析。

船用复合磁场结构轴带电机设计及SVPWM控制

为进一步改善传统船用轴带电机冷却困难、铁芯利用率低和响应速度慢等缺点,提出轴-径向复合磁场结构的船用轴带电机。根据中小型内河船的工作需要,结合解析法和有限元分析法确定电机各项参数,在Ansoft Maxwell 14. 0软件中进行性能验证,并在MATLAB/SIMULINK中搭建基于船舶轴带发电机Z源逆变器的电压矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)控制模型。通过仿真波形,验证了所设计的电机性能良好,相电流与相电压可保持同相位。在直流电压恒定时,改变直通零矢量的占空比,可获得系统要求的电压,且Z源逆变器的升压和并网能力得以实现。

船舶柴电混合动力系统轴带电机不同起动方式的仿真研究

柴电混合动力推进系统的电力推进(PTH)模式是将轴带电机作为电动机运行并单独驱动螺旋桨推进,作为紧急推进的一种有效方式,能加强船舶运行的可靠性。在切换至PTH模式时,轴带电机不能自启动,必须借助其他方式。应用AMESim软件,对船舶柴电混合动力系统进行建模并稳态校核,仿真计算PTH模式下轴带电机不同起动方式对系统性能的影响,研究轴带电机稳定起动的控制策略。仿真结果可为船舶柴电混合动力系统的设计提供参考和指导。

劳斯莱斯轴带电机的应用及其优越性

本文首先对船舶轴带发电机的定义和类型进行了简述。在此基础上,主要介绍了劳斯莱斯轴带电机(Hybrid Shaft Generator,HSG)的概念、结构特点、工作模式和优越性。最后对该类型轴带电机的适用范围、经济效益等方面的问题进行了探讨和研究。

船用轴带电机PTO/PTI模式研究

为顺应当前节能减排的大趋势,轴带发电机已经大量应用于船上,尤其是主机功率较大的工程船。轴带电机的使用不再仅局限于发电功能(功率引出,即PTO模式),已经出现作为电动机来驱动推进器的工作模式(功率引入,即PTI模式)。介绍轴带电机PTI工作模式,尤其是验收和维护时须关注的事项。

基于船用异步轴带电机的锂电池充电技术研究

为降低船舶污染物排放量,实现“绿色船舶”,使用动力电池和推进电机为船舶提供动力。本文分析了船用异步轴带电机的使用原理,研究了使用轴带电机给锂电池充电的控制技术。提出了一种分段式锂电池稳定充电策略。最后使用仿真和试验的手段,从多个角度验证了该充电技术的有效性和稳定性。

三用工作船轴带电机的研究

船舶轴带电机既可以从主机吸收能量电，部分或全部替代电站发动机，也可以为电动机从电站吸收能量驱动螺旋桨。文中以70M三用工作船为例，介绍了船舶轴带电机的典型运行模式，分析了该船在典型工况下，轴带电机发电／推进系统的运行控制方法，并分析了轴带电机作为推进电动机时，采用变频起动的起动过程。

抱轴式轴带电机PTO/PTI设计

为确保轴带电机在PTO模式下能够给电网提供稳定、可靠的电能,提出了主机转速的约束条件、主机转速变化后的安保设计,以及和主发电机并网后突加突卸设计方案。同时为确保轴带发电机在PTI模式下能够给船舶推进提供持续稳定的辅肋推力,提出了主机转速要求、电站管理之间的安保设计及功率加载速率设计方案,总结了PTO和PTI 2种模式之间相互平稳切换的条件及转速和螺距在2种模式下的不同设定值。经实船验证,此抱轴式变频控制轴带电机的PTI/PTO设计在安全性和操作性上得到了保障。

船舶轴带发电机应用及相关EEDI研究

为顺应当前节能减排的大趋势,轴带发电机已经广泛应用于安装二冲程低速机的远洋运输船上,本文介绍了船舶PTO型轴带发电机的工作模式、布局限制、稳定性及增加功率输出的方法,通过船舶实例详细分析计算该型轴带发电机的安装对能源效率设计指数(EEDI)的影响,结果表明,安装PTO能有效降低船舶的EEDI值,积极起到节能减排的效果。

大型船舶轴带发电机加装设计

针对轴带发电机技术在大型船舶应用可行性问题,以当前接单数量较高的某吨位级别船型为载体,从船型线型、结构特点、轴带发电机型式、布置要求、轴系设计、经济性等方面进行综合分析评估,结果表明,在不进行大修改前提下,抱轴式轴带发电机能很好地适应现有船舶条件,现有轴系设计经过可控修改即可满足加装轴带发电机后的技术需求,经济性方面,成本回收期限在船东可接受范围内,轴带发电机技术在大型船舶应用具有较高可行性,所提出的解决方案适用于多数船型。

永磁直驱轴带发电机在船舶中的运用技术分析

本文从运行效率、整体结构、转子结构3个角度分析了永磁直驱轴带发电机在船舶中的应用优势,并从设计角度讨论永磁直驱轴带发电机在船舶中的运用技术,旨在根据船舶运行要求强化永磁直驱轴带发电机的设计工作,为高效运行奠定基础。

49900DWT化学品船轴带发电机总成安装浅析

以传动中间轴安装、齿轮箱与主机自由端对中安装、高弹安装、主机编码器安装及主机轴发总成吊装等几个贯穿整个项目过程的重要步骤为切入点,对整个项目工艺流程进行研讨、策划确保轴带发电机总成的安装工作顺利完成。

粤电4轮轴带发电机跳闸的故障处理与思考

文章介绍了粤电4轮轴带发电机故障跳闸后无法启动的故障现象,为了消除轴带发电机无法启动故障,从本轮轴带发电机的控制原理、故障现象、临时应急处理、最终解决措施等多方面进行分析,提出解决方案,并通过实船验证,消除故障,恢复轴带发电机正常运行。解决故障的思路,以及对轴带发电机运行管理的总结可以供船舶电气管理人员参考。

中远海运将利用磁体轴带发电机系统减少集装箱船排放量

据悉,ABB公司已与中远海运重工(COSCO Shipping Heavy Industry)造船厂签订合同,为10艘集装箱船配备磁体轴带发电机系统。该订单预计于2025年底交付,其包括6艘14 000 TEU船舶和4艘16 000 TEU船舶的系统。

船舶轴带发电机系统的仿真设计与建模

介绍了WMS2000型轮机仿真器中轴带发电机系统的工作机理、仿真系统设计及数学建模方法,并给出了部分具体数学模型。仿真轴带发电机采用西门子轴带发电机系统作为仿真母型。经简化设计,仿真轴带发电机系统包括集控室的操作屏、机舱的整流/逆变屏和电站监控计算机中的模拟检测系统。建立了能量系统模型、电力回路系统模型和控制系统模型。能量系统模型遵循能量守衡定律,电力回路模型估算了电流、电压及频率等参数,控制系统模型依据特性曲线得到。所建立的数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况,达到了较高的稳态和动态仿真精度。

基于新型电压电流双闭环控制的轴带发电机PWM整流器研究

为改善船舶轴带发电机的工况性能,通常采用电压型PWM整流器来对发电机进行可控整流。针对轴带发电机整流系统,由于功率不易测量而不宜采用直接功率控制,而采用直接电流控制动态性能又不是很理想。为此,本文在传统的直接电压电流双闭环控制模型的基础上,提出了采用电压电流平方双闭环控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗负载扰动能力;该控制方案还具有所需传感器数量较少、数字化实现相对简单等优点。最后,通过仿真和搭建实验平台验证了该控制模型的正确性和该控制方案的可行性。

基于无刷双馈发电机的船舶新型轴带发电系统

传统船舶主机轴带发电机在提高船舶营运经济性能方面取得了很大的效益,但也存在不少问题。在简要总结传统的轴带发电系统和一种作为新型发电机的无刷双馈发电机结构特点的基础上,提出了采用无刷双馈发电机作为船舶轴带发电系统的方案。而后结合无刷双馈发电机的数学模型和船舶轴带发电系统的特点,详细分析了船舶无刷双馈轴带发电机系统的组成结构与控制措施,为其在船舶轴带发电系统的实际应用奠定了理论基础。

船舶轴带发电机整流器的前馈解耦控制

为进一步提高船舶轴带发电机效率,建立基于前馈解耦控制的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)整流器的轴带发电机整流系统.采用一种基于电压电流双环控制的三相SVPWM整流器.电压外环与电流内环组成的解耦模块能实现对有功功率和无功功率的解耦控制,使幅值和频率均变化的交流电通过整流变换为稳定的直流电压.给出电流内环和电压外环的比例积分(Proportion Integration,PI)调节器的设计参数.在MATLAB/Simulink上建立仿真模型,验证控制模型的可行性.仿真结果表明,该整流器具有快速的动态响应和良好的稳定性.

基于全控型PWM变流器的船舶轴带发电机系统研究

传统的以半控型晶闸管逆变的轴带发电机控制系统较简单,但存在对船舶电能质量影响大,负载适应能力差,且需要依靠同步发电机补偿无功等缺点。本文介绍了一种新型的轴带发电机控制模式,利用全控型PWM整流器的四象限运行功能,对功率进行解耦控制,实现有功控制,无功补偿。对整个系统的主电路与控制方案进行了仿真研究,结果表明,这种新的轴带发电机控制能够克服原有系统的不足,具有充分的可行性与较大的优越性。