芻議現(xiàn)代船舶電氣的應(yīng)用及發(fā)展

（威海職業(yè)學(xué)院，山東 威海 264210）

[摘 要] 隨著我國對外貿(mào)易發(fā)展速度的不斷提升，運輸行業(yè)得到了大力發(fā)展，在我國的經(jīng)濟地位也越來越高，當(dāng)然在這些發(fā)展中少了船舶電氣的作用，它可有效地保證船舶的正常航行，可以正常航行的關(guān)鍵性因素就在于電氣系統(tǒng)。科學(xué)的不斷進步，促使很多新技術(shù)、工藝、設(shè)備都應(yīng)用在了船舶上面，使船舶電力系統(tǒng)和其他相關(guān)設(shè)備都有不同程度的應(yīng)用和發(fā)展。主要針對船舶電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備、船舶電氣自動化三個方面的應(yīng)用和發(fā)展情況作出詳細的分析。

[關(guān) 鍵 詞] 船舶電力系統(tǒng)；電氣設(shè)備；船舶自動化

[中圖分類號] U665 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0131-01

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步，尤其是在電氣設(shè)備方面，由原來那種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大的設(shè)備轉(zhuǎn)換成現(xiàn)在的智能化、模塊化、集成化的高智能型設(shè)備。在電氣自動化技術(shù)方面，智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化逐漸代替了原來傳統(tǒng)簡單的機電式控制方式。

一、電氣設(shè)備的發(fā)展及應(yīng)用

（一）發(fā)展過程

船舶設(shè)備經(jīng)過不同時期的發(fā)展已經(jīng)逐漸走向機電一體化，其中也經(jīng)歷了從直流到交流的過程。電力驅(qū)動在國際上不僅運用在船舶的輔機設(shè)備上，還運用到船舶的主動力上，船舶完全實現(xiàn)電氣化也因為這種轉(zhuǎn)變而有了新的起點。

（二）吊艙式電力推進裝置

采用電動機驅(qū)動螺旋槳推進船舶運行的方式是船舶電力推進，這種方式已經(jīng)有了很長時間的歷史，電動機通過接收原動機帶動發(fā)電機從而使供電能源帶動螺旋槳，使非機械傳動有了能量。電力推進的特點具有操作靈活、安全性好、機動性好等特點。20世紀80年代以來，飛速發(fā)展的電力電子技術(shù)、交流調(diào)速技術(shù)、微機控制技術(shù)等都日益成熟，突破性地發(fā)展了船舶電力推進系統(tǒng)，尤其是在機動性、可靠性、運行效率和推進功率等方面，且范圍也不斷擴大，還運用到特種工程船舶、游輪、油船等方面。其中應(yīng)用最為成功的莫過于吊艙式電力推進器，而一些船舶電力推進裝置的也是首選它。

1.應(yīng)用

在民用船舶上，不同型號的吊艙式電力推進器得到了廣泛的游泳，都是由ABB，ALSTOM，SIEMENS和STN ATLAS等幾大船用設(shè)備生產(chǎn)廠商所提供的。在新建的船舶中將近30%都在使用吊艙式電力推進器。吊艙推進系統(tǒng)的開創(chuàng)者是ABB公司在1990年研制的系統(tǒng)Azipo。Azipo的設(shè)計原理是一個具有變頻調(diào)速的交流馬達，裝入一個殼體內(nèi)，這個殼體帶是流行型的，里面配有固定螺距螺旋槳，在殼體的前端安置它的槳，在很低的狀態(tài)下它照樣可以運行，想要長時間運行的話就要小于10%的額定轉(zhuǎn)速，可以像Z型推進器一樣做360°回轉(zhuǎn)。想使螺旋槳達到最佳狀態(tài)需要各種流動動力，最大達到40MW是Azipod的單機功率的最大優(yōu)勢。而另外一種吊艙式電力推進裝置是由德國Siemens公司和Schottel公司聯(lián)合開發(fā)的SSP，SSP配有兩個螺旋槳，裝在同一軸的兩端，轉(zhuǎn)向相同。這種推進器適合用于所有海船。

2.發(fā)展趨勢

吊艙式電力推進裝置的發(fā)展趨勢主要有以下幾點：首先在對轉(zhuǎn)螺旋槳方面。對于推進器采用對轉(zhuǎn)螺旋槳是一種新的發(fā)展趨勢，不僅可以有效地減少槳葉漩渦造成的能量損耗，而且空泡性能也能有所提高，使推進效率進一步得到提升。對轉(zhuǎn)螺旋槳的運用可以采用Kamewa和Cegelec公司聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品。其次，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面。推進電機、軸和槳的組成是目前吊艙式電力的推進器，以后還可以將變壓器、變頻器和濾波器加進來。再次，電力推進系統(tǒng)的綜合能力。想要形成一個船舶綜合全電力推進系統(tǒng)，就要把日常用電供電設(shè)備和吊艙式電力推進裝置供電的發(fā)電融為一體，可使能量的利用率有所提高，增加系統(tǒng)的可靠性。

二、現(xiàn)代船舶電氣自動化

（一）自動化的應(yīng)用

將程序控制分為小型的智能單位實施就地操縱是船舶自動化設(shè)備技術(shù)。比如，西門子公司的sI～0SIMA就是采用這樣的方式，它是具有開放式和監(jiān)測報警以及故障診斷于一體的系統(tǒng)，它可以監(jiān)測和控制無人機艙管理中所有重要的方面。在船舶自動化的應(yīng)用方面具有十分有效的意義。進入21世紀以來，我國船舶工作的電氣自動化已有很大轉(zhuǎn)變，不管是在性能還是在技術(shù)水平上都有不同程度的提高，都為我國的船舶事業(yè)做出了不少的貢獻。

（二）自動化的發(fā)展

隨著通信技術(shù)的日益成熟，計算機技術(shù)在駕馭、機艙管理和裝貨等方面都得到了全面應(yīng)用，集機艙自動化已經(jīng)是如今船舶自動化的一個發(fā)展趨勢，它是集中多種性能于一體的多功能綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由若干工作分站和若干分控制系統(tǒng)組成，機艙控制室設(shè)置有一個工作母站，駕駛室設(shè)置另外一個。兩個工作母站相互獨立，不僅可以當(dāng)作備胎來使用還可單獨操作。根據(jù)船舶的種類和自動化程度才能決定分控制系統(tǒng)的使用，如液位遙測、機艙監(jiān)測報警、電站管理、冷藏集裝箱監(jiān)控等。采用高速傳輸技術(shù)組成綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才能適用于所有工作母站和分控制系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)上還要建立工作分站，對其進行有效監(jiān)控和操作，可最大化地提高船舶航行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

綜上所述，科學(xué)技術(shù)在不斷地推進船舶事業(yè)在向前發(fā)展，不管在是推進方法上，還是電力系統(tǒng)以及全面實現(xiàn)自動化方面上都有一定的變化。我國的造船界和航運界應(yīng)該對此引起高度的重視，多向國外借鑒外展經(jīng)驗來充實自己的能力，才可正確引導(dǎo)我國船舶業(yè)向前繼續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]高海波，高孝洪，陳輝，等.吊艙式電力推進裝置的發(fā)展及應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（交通科學(xué)與工程版），2006，30（1）：77-80.

[2]黃志東.試析船舶電氣系統(tǒng)的構(gòu)成與故障診斷策略[J].中國水運（下半月），2013，13（4）：87-88.

作者簡介：孫明旗（1973—），男，山東威海人，就職于威海職業(yè)學(xué)院，研究方向：電氣自動化及船舶電氣。