小型電力推進船舶推進控制系統

張建成 戰艾

煙臺派格船舶設計有限公司 山東煙臺 264000

隨著船舶電力專用電子技術、交流動力變頻高壓調速制動理論以及電力微機遠程控制制動技術的迅速進步發展，交流動力電機的高壓變頻交流調速制動技術日漸成熟，這也必然使得我國船舶專用電力交流推進制動系統在運行機動性、可靠性、運行管理效率和電力推進制動功率等各個方面都已經有了許多突破性的技術進展，應用領域范圍也也在逐步不斷擴大"。近年來，電力技術推進運輸系統從軍用快速發展到民用、從我國海運快速發展普及到我國河運，顯示呈現出廣泛的國際應用發展前景。

1 小型電力推進船舶推進控制系統設計

1.1 小型電力推進船舶推進控制功能和要求

小型船用電力船舶推進驅動船舶電力推進驅動控制系統的主要基本功能和設計要求也就是如何使得小型船用電力船舶推進驅動船舶不僅能夠完全適應于各種復雜動力環境，且同時能夠在不同的動力情況下及時控制變化動力負載，進而可以實現最佳的船舶動態控制。小型直流電力機車推進啟動船舶機在推進啟動控制系統中的操作管理人員不僅要保證能夠在不同的工作地點進行操作，根據推進控制系統命令以及設置相應的船舶推進控制參數來對進行各種邏輯啟動判斷和重復的控制啟動進行控制，并且同時要保證能夠及時正確應對各種安全風險，采取實施相應的安全生產保護措施[1]。

1.2 系統的設計

在小型高速電力機車推進器和船舶中的推進動力控制傳動系統中，-般都指的是直接采用小型交流性異步動力電動機系統來進行推進。這種調速電動機的最大好處主要在于電機能夠輕松實現各種自動調速，并且正常工作時看起來運行速度快，轉化功率精度高，一定功率范圍的傳動功率不會波動從而不會因受影響而達到整臺電動機的正常運行工作狀態。電動機齒輪調速相對比較方便，因為不同電動機本身可以具有不同的驅動轉速。螺旋槳制動作為渦輪電動機高速推進的主要控制動力，它只有與渦輪電動機的一些基本參數及其特性功能相匹配，才能更好地有效提高渦輪電動機的高速推進制動性能。作為一種螺旋槳，本身同樣具有自由旋轉航行運動特性、反轉航行特性等，可以很好地用于配合渦輪電動機的高速運行而對狀態及時進行調整。

2 小型船舶電力傳動推進系統船舶電力推進過程控制電力系統技術特點

2.1 運行更加可靠，生命力得到很大提高

與目前傳統的只依靠各種機械動力來進行推動大型船舶的推進方式驅動相比，小型通用電力機車推進驅動船舶采用推進自動控制系統使其運行更加可靠，生命力可以得到很大程度提高。在小型船用電力電動推進器和船舶電力推進器的控制傳動系統中，當某一部分電力發動機系統發生嚴重故障時，其他的推進控制傳動系統不會因此受到任何影響，仍然一樣可以正常進行工作。為此，小型船用電力齒輪推進器和船舶齒輪推進動力控制傳動系統極大地有效降低了操作風險，機動控制性能更好。

2.2 操作更加靈活，環境舒適度更高

小型異步電力高速推進機和船舶高速推進動力控制傳動系統主要采用變頻異步電力推進高壓電動機。一般通常情況下，這類型的電動機都會被安裝在一個遠離私人娛樂場所的中間隔艙里。這就極大地有效減少了空氣振動和其他噪聲的直接污染，提高了居住環境中的舒適度[2]。

3 電力推進系統推進控制策略

3.1 邏輯程序控制

3.1.1 主啟動邏輯控制

作為一個主要的推進點是系統啟動完成一次啟動的最基本邏輯控制條件回路，主推進啟動點的邏輯條件控制回路可以實時檢查整個系統啟動是否能夠滿足各個主要啟動點的條件（兩點即系統啟動前的準備件和邏輯啟動條件，一-般在啟動備車時可以實現）。主開始啟動控制邏輯輸入控制電路環節是在發出開始啟動邏輯控制電路信號后，按下開始啟動控制按鈕。如果系統能及時滿足電機啟動之前準備好的邏輯啟動條件，系統就會自動推進變頻電動機提前啟動，并且以驅動變頻變速器電機提前設定好的最低額定轉速開始運轉。

3.1.2 重復啟動邏輯控制

如果一臺電動機直接以50hz的直流工頻方式啟動，啟動時的電流非常大，可達一般電動機工作額定電流的8倍左右，對水力電網和其他機械設備造成很大的磁沖擊。電流的急劇波動增大就會使得電動機電機中樞變壓繞組的驅動電壓摩應力過大，電機起動發熱嚴重，縮短了驅動電機的正常使用壽命。而由于采用高壓變頻器的控制，可以輕松實現高壓電動機的連續軟啟動，大大限度減小了對極端高壓電源開關、電網、負載系統的直接沖擊，為實現電動機在具有極端電壓情況下連續的軟啟動工作提供了最大可能[3]。

4 結語

綜上所述，本文從目前小型商用電力船舶推進專業船舶商用推進動力控制傳動系統結構設計問題出發點并作了系統分析與設計研究，發現小型商用電力船舶推進專用船舶相對于大型商用電力船舶推進專用船舶而言，總體上還是推進動力控制傳動系統比較簡單，不能很好適應復雜電力環境的推進要求，抗沖擊控制能力比較差。所以，為了更好地有效確保我國小型船用電力安全推進專用船舶的安全推進運行，一定程度要不斷提高安全推進運行控制系統的安全性能，使小型船用電力安全推進專用船舶安全推進運行控制管理系統設備能夠在各種惡劣環境下穩定安全運行。