淺談現代船舶電氣的應用及發展前景

肖福多 尹麗莎 陳杰

摘 要：隨著我國對外貿易發展速度的不斷提升，運輸行業得到了大力發展，在我國的經濟地位也越來越高，當然在這些發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，可以正常航行的關鍵性因素就在于電氣系統。科學的不斷進步，促使很多新技術、工藝、設備都應用在了船舶上面，使船舶電力系統和其他相關設備都有不同程度的應用和發展。主要針對船舶電力系統、電氣設備、船舶電氣自動化三個方面的應用和發展情況作出詳細的分析。

關鍵詞：船舶電力系統；電氣設備；船舶自動化

隨著現代科學技術的不斷進步，尤其是在電氣設備方面，由原來那種結構復雜、體積龐大的設備轉換成現在的智能化、模塊化、集成化的高智能型設備。在電氣自動化技術方面，智能化、數字化和網絡化逐漸代替了原來傳統簡單的機電式控制方式。

一、電氣設備的發展及應用

1.發展過程

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

2.吊艙式電力推進裝置

采用電動機驅動螺旋槳推進船舶運行的方式是船舶電力推進，這種方式已經有了很長時間的歷史，電動機通過接收原動機帶動發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，飛速發展的電力電子技術、交流調速技術、微機控制技術等都日益成熟，突破性地發展了船舶電力推進系統，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等幾大船用設備生產廠商所提供的。在新建的船舶中將近30%都在使用吊艙式電力推進器。吊艙推進系統的開創者是ABB公司在1990年研制的系統Azipo。Azipo的設計原理是一個具有變頻調速的交流馬達，裝入一個殼體內，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%的額定轉速，可以像Z型推進器一樣做360°回轉。想使螺旋槳達到最佳狀態需要各種流動動力，最大達到40MW是Azipod的單機功率的最大優勢。而另外一種吊艙式電力推進裝置是由德國Siemens公司和Schottel公司聯合開發的SSP，SSP配有兩個螺旋槳，裝在同一軸的兩端，轉向相同。這種推進器適合用于所有海船。

（2）發展趨勢

吊艙式電力推進裝置的發展趨勢主要有以下幾點：首先在對轉螺旋槳方面。對于推進器采用對轉螺旋槳是一種新的發展趨勢，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。對轉螺旋槳的運用可以采用Kamewa和Cegelec公司聯合開發的產品。其次，在結構優化方面。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，電力推進系統的綜合能力。想要形成一個船舶綜合全電力推進系統，就要把日常用電供電設備和吊艙式電力推進裝置供電的發電融為一體，可使能量的利用率有所提高，增加系統的可靠性。

二、現代船舶電氣自動化

1.自動化的應用

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備技術。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測報警以及故障診斷于一體的系統，它可以監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變，不管是在性能還是在技術水平上都有不同程度的提高，都為我國的船舶事業做出了不少的貢獻。

2.自動化的發展

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

綜上所述，科學技術在不斷地推進船舶事業在向前發展，不管在是推進方法上，還是電力系統以及全面實現自動化方面上都有一定的變化。我國的造船界和航運界應該對此引起高度的重視，多向國外借鑒外展經驗來充實自己的能力，才可正確引導我國船舶業向前繼續發展。

參考文獻：

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