小型电力推进船舶推进控制系统

张建成 战艾

烟台派格船舶设计有限公司 山东烟台 264000

随着船舶电力专用电子技术、交流动力变频高压调速制动理论以及电力微机远程控制制动技术的迅速进步发展，交流动力电机的高压变频交流调速制动技术日渐成熟，这也必然使得我国船舶专用电力交流推进制动系统在运行机动性、可靠性、运行管理效率和电力推进制动功率等各个方面都已经有了许多突破性的技术进展，应用领域范围也也在逐步不断扩大"。近年来，电力技术推进运输系统从军用快速发展到民用、从我国海运快速发展普及到我国河运，显示呈现出广泛的国际应用发展前景。

1 小型电力推进船舶推进控制系统设计

1.1 小型电力推进船舶推进控制功能和要求

小型船用电力船舶推进驱动船舶电力推进驱动控制系统的主要基本功能和设计要求也就是如何使得小型船用电力船舶推进驱动船舶不仅能够完全适应于各种复杂动力环境，且同时能够在不同的动力情况下及时控制变化动力负载，进而可以实现最佳的船舶动态控制。小型直流电力机车推进启动船舶机在推进启动控制系统中的操作管理人员不仅要保证能够在不同的工作地点进行操作，根据推进控制系统命令以及设置相应的船舶推进控制参数来对进行各种逻辑启动判断和重复的控制启动进行控制，并且同时要保证能够及时正确应对各种安全风险，采取实施相应的安全生产保护措施[1]。

1.2 系统的设计

在小型高速电力机车推进器和船舶中的推进动力控制传动系统中，-般都指的是直接采用小型交流性异步动力电动机系统来进行推进。这种调速电动机的最大好处主要在于电机能够轻松实现各种自动调速，并且正常工作时看起来运行速度快，转化功率精度高，一定功率范围的传动功率不会波动从而不会因受影响而达到整台电动机的正常运行工作状态。电动机齿轮调速相对比较方便，因为不同电动机本身可以具有不同的驱动转速。螺旋桨制动作为涡轮电动机高速推进的主要控制动力，它只有与涡轮电动机的一些基本参数及其特性功能相匹配，才能更好地有效提高涡轮电动机的高速推进制动性能。作为一种螺旋桨，本身同样具有自由旋转航行运动特性、反转航行特性等，可以很好地用于配合涡轮电动机的高速运行而对状态及时进行调整。

2 小型船舶电力传动推进系统船舶电力推进过程控制电力系统技术特点

2.1 运行更加可靠，生命力得到很大提高

与目前传统的只依靠各种机械动力来进行推动大型船舶的推进方式驱动相比，小型通用电力机车推进驱动船舶采用推进自动控制系统使其运行更加可靠，生命力可以得到很大程度提高。在小型船用电力电动推进器和船舶电力推进器的控制传动系统中，当某一部分电力发动机系统发生严重故障时，其他的推进控制传动系统不会因此受到任何影响，仍然一样可以正常进行工作。为此，小型船用电力齿轮推进器和船舶齿轮推进动力控制传动系统极大地有效降低了操作风险，机动控制性能更好。

2.2 操作更加灵活，环境舒适度更高

小型异步电力高速推进机和船舶高速推进动力控制传动系统主要采用变频异步电力推进高压电动机。一般通常情况下，这类型的电动机都会被安装在一个远离私人娱乐场所的中间隔舱里。这就极大地有效减少了空气振动和其他噪声的直接污染，提高了居住环境中的舒适度[2]。

3 电力推进系统推进控制策略

3.1 逻辑程序控制

3.1.1 主启动逻辑控制

作为一个主要的推进点是系统启动完成一次启动的最基本逻辑控制条件回路，主推进启动点的逻辑条件控制回路可以实时检查整个系统启动是否能够满足各个主要启动点的条件（两点即系统启动前的准备件和逻辑启动条件，一-般在启动备车时可以实现）。主开始启动控制逻辑输入控制电路环节是在发出开始启动逻辑控制电路信号后，按下开始启动控制按钮。如果系统能及时满足电机启动之前准备好的逻辑启动条件，系统就会自动推进变频电动机提前启动，并且以驱动变频变速器电机提前设定好的最低额定转速开始运转。

3.1.2 重复启动逻辑控制

如果一台电动机直接以50hz的直流工频方式启动，启动时的电流非常大，可达一般电动机工作额定电流的8倍左右，对水力电网和其他机械设备造成很大的磁冲击。电流的急剧波动增大就会使得电动机电机中枢变压绕组的驱动电压摩应力过大，电机起动发热严重，缩短了驱动电机的正常使用寿命。而由于采用高压变频器的控制，可以轻松实现高压电动机的连续软启动，大大限度减小了对极端高压电源开关、电网、负载系统的直接冲击，为实现电动机在具有极端电压情况下连续的软启动工作提供了最大可能[3]。

4 结语

综上所述，本文从目前小型商用电力船舶推进专业船舶商用推进动力控制传动系统结构设计问题出发点并作了系统分析与设计研究，发现小型商用电力船舶推进专用船舶相对于大型商用电力船舶推进专用船舶而言，总体上还是推进动力控制传动系统比较简单，不能很好适应复杂电力环境的推进要求，抗冲击控制能力比较差。所以，为了更好地有效确保我国小型船用电力安全推进专用船舶的安全推进运行，一定程度要不断提高安全推进运行控制系统的安全性能，使小型船用电力安全推进专用船舶安全推进运行控制管理系统设备能够在各种恶劣环境下稳定安全运行。