船用电动推进系统的制作方法

本发明是关于发动机领域，特别是关于一种船用电动推进系统。

背景技术：

船舶航行过程中，船舶的动力系统是船舶最主要的技术部分，目前使用最为普遍的螺旋桨推进装置为机械推进系统。机械推进系统由热机、轴系、轴系附件、传动设备和螺旋桨组成，——以热机(柴油机、汽轮机以及燃气轮机等)为动力直接驱动螺旋桨。

但柴油机推进的船舶的振动和噪声大，降低了船员和乘客舒适程度，而且一旦主机重要部件或舵机、轴系出现故障往往导致瘫船。机械推进系统具有传动轴系、减速齿轮箱，不便于机舱布置。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的船用电动推进系统，该船用电动推进系统采用电动机代替热机直接驱动螺旋桨，可根据用电负荷选择并联机组的运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。

为实现上述目的，本发明提供了一种船用电动推进系统，包括：柴油发电机组，其为并联的多套，各套均包括：柴油机和发电机，该柴油机驱动发电机发电；电能管理系统，其用于控制各套柴油发电机组的功率输出，实习各套柴油发电机组的全自动并机；整流逆变器，其与所述柴油发电机组连接，并内置有变频器；以及电动机，其为变频电动机，并与所述整流逆变器连接，用于驱动螺旋桨。

在一优选的实施方式中，各套柴油发电机组的额定功率不大于柴油机额定功率的85％。

在一优选的实施方式中，柴油机安装在弹性底座上。

在一优选的实施方式中，发电机的线电压正弦波形畸变率小于5％；电压谐波因数小于3％。

在一优选的实施方式中，整流逆变器包括：整流器和逆变器，并内置有串联电感和滤波器。

与现有技术相比，根据本发明的船用电动推进系统具有如下有益效果：该船用电动推进系统采用电动机代替热机直接驱动螺旋桨，多套柴油发电机组并联用于发电，可根据用电负荷选择并联机组的运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。另外，个别柴油发电机组故障不致丧失动力，只会造成速度降低。还有，推进电机为变频异步电动机，转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。电力推进系统的船舶省却了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布置，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。取消了机械推进中的刚性轴系和齿轮箱装置。与电动机之间通过导线柔性连接。该船用电动推进系统的发动机安装在弹性底座上，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，提高了船员和乘客舒适程度。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的船用电动推进系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明优选实施例的船用电动推进系统的具体结构包括：柴油发电机组、电能管理系统、整流逆变器1、电动机2和螺旋桨3，其中，采用电动机代替热机直接驱动螺旋桨，多套柴油发电机组并联用于发电，电能管理系统可根据用电负荷选择并联机组的运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。另外，个别柴油发电机组故障不致丧失动力，只会造成速度降低。

具体来讲，柴油发电机组为并联的多套，各套均包括：柴油机4和发电机5，柴油机4驱动发电机5发电，使用柴油机并联发电：柴油机与发电机功率匹配是配套设计的重要环节。所选择的柴油机功率，应能满足机组的功率需求，又不至于功率过剩。使用多套柴油发电机组并联运行，个别机组故障不致丧失动力，只会造成速度降低。

优选的，各套柴油发电机组的额定功率不大于柴油机额定功率的85％，柴油机必须能提供机组额定功率的15％-30％的附加功率，需考虑河船和海船的冷却条件不同，导致柴油机额定功率也不同。发动机突然加载和频率特性符合要求。

优选的，柴油机4安装在弹性底座上，其作为采用电力推进后的主要振动源，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，提高了船员和乘客舒适程度。

优选的，发电机5的线电压正弦波形畸变率应小于5％；电压谐波因数应小于3％。发电机能够应对负载频繁变化的运行工况，抗干扰能力强，能输出纯净的正弦波形电压。

电能管理系统6用于控制各套柴油发电机组的功率输出，实习各套柴油发电机组的全自动并机，自动按设定的比例实现有功和无功负载的无差分配。多套机组并机工作时，负载分配差值小于5％，保证了机组运行的可靠性。

整流逆变器1与柴油发电机组连接，其包括：整流器和逆变器，其中，整流器为电压源脉宽调制变频器(按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式)，通过二极管整流器将三湘交流电变为直流电，就是把交流转换为直流的设备，逆变器就是把直流电源转换为交流电源的设备，首先把发电机的交流电变为直流，再把直流变为交流(变频电动机用)。这是因为发电机组有了较高电压的交流电但是很多电子元件不能在这么高的频率下工作非常容易损坏，所以要整流滤波成高压直流。然后再逆变器由后级电路转换成低频率交流电来供变频电动机使用。

优选的，整流逆变器1还内置有变频器、串联电感和滤波器。

电动机2与整流逆变器1连接，用于驱动螺旋桨。电力推进的船舶省却了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布置，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。取消了机械推进中的刚性轴系和齿轮箱装置。与电动机之间通过导线柔性连接。

优选的，电动机为变频电动机：50hz，基波电压产生的损耗和变频电源中的谐波和负序电压产生的附加损耗应控制在10％-20％以内。变频电动机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。

综上，该船用电动推进系统采用电动机代替热机直接驱动螺旋桨，多套柴油发电机组并联用于发电，可根据用电负荷选择并联机组的运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。另外，个别柴油发电机组故障不致丧失动力，只会造成速度降低。还有，推进电机为变频异步电动机，转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。电力推进系统的船舶省却了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布置，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。取消了机械推进中的刚性轴系和齿轮箱装置。与电动机之间通过导线柔性连接。该船用电动推进系统的发动机安装在弹性底座上，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，提高了船员和乘客舒适程度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。