1、-1-上海海事大学物流工程学院学术讲座上海海事大学物流工程学院学术讲座船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展谢谢 卫卫（电气自动化系）（电气自动化系）2013.6.7-2-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的技术要求：船用推进电动机的技术要求：（1）高可靠性）高可靠性（2）容量大）容量大（3）低速转矩大）低速转矩大（4）可控性好）可控性好（5）比功率高）比功率高（6）高效节能）高效节能（7）振动和噪声小）振动和噪声小-3-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展永磁同步电动机开关磁阻电动机多相交流电动机高直流电动机异步电动机交流电动机特种温超导电动
2、同步电动推进电动普通推进电动机机机机-4-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展1.普通推进电动机普通推进电动机1.1 直流电动机直流电动机 l 优点优点 控制简单、调速方便控制简单、调速方便l 缺点缺点 换向器换向器+电刷（机械磨损）电刷（机械磨损）-5-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展用于深潜器的永磁直流推进电动机用于深潜器的永磁直流推进电动机额定功率2kW运行方式双向连续额定电压110V工作水深160m额定效率8889%最大水深300m额定转速1500r/min（减速器）转速容差-0.44.7%530r/min（动力定位）火花等级1级无火花换向永磁材料钕铁硼MT
3、BF5000h绝缘等级F级调速方式PWM斩波器防护型式全干式潜水调速比1:20*中国船舶重工集团公司第中国船舶重工集团公司第712研究所研究所-6-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展用于水下机器人用于水下机器人的的永磁直流推进电动机永磁直流推进电动机功率等级30W、41 W、160 W、500 W、950W（五档）转速等级500 r/min、630 r/rnin、1000 r/min、1500 r/min、1800 r/min（五档）燃料电池90V（标称电压）永磁材料钕铁硼工作水深300m（充油内压平衡式密封结构）体积重量110 mm370mm，98%优选冷却方式水冷总直径2.6
4、m极数130总长2.6m频率195Hz轴直径500mm相数16总重量（估计）39t盘数4-16-2.2 开关磁阻电动机开关磁阻电动机 开关磁阻电动机（开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor）简称）简称SR电机电机，是随着现代，是随着现代电力电子技术和计算机控制技术的发展而诞生的，具有许多独特的优点，电力电子技术和计算机控制技术的发展而诞生的，具有许多独特的优点，如结如结构简单，可靠性高、效率高、起动和调速性能好等。构简单，可靠性高、效率高、起动和调速性能好等。它首先在电动车驱动系统它首先在电动车驱动系统中得到应用，也是比较理想的中小型船用推进中得到应用，也是比较理想
5、的中小型船用推进电动机。电动机。船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展开关磁阻电机驱动系统的基本组成开关磁阻电机驱动系统的基本组成-17-船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展四相四相8/6极极SR电机的典型结构电机的典型结构开关磁阻电动机的运行特性开关磁阻电动机的运行特性开关磁阻电动机：开关磁阻电动机：步进电动机步进电动机+闭环控制（双边凸极电机）闭环控制（双边凸极电机）-18-2.3 多多相交流电动机相交流电动机l 低压大功率低压大功率l 转矩脉动小转矩脉动小l 可靠性较高可靠性较高l 系统效率高系统效率高船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展多相交流电动机的
6、定子绕组结构多相交流电动机的定子绕组结构六相双六相双Y移移30绕组绕组十二相四十二相四Y移移15绕组绕组-19-法国法国Alstom公司公司2004年研制的由三个独立的年研制的由三个独立的五相五相H桥桥PWM逆变器逆变器供电的供电的十五相异步电动机变频调速系统十五相异步电动机变频调速系统，最高效率可达，最高效率可达97.1%，20%额定转速时的效额定转速时的效率也有率也有80%，在先进的海军舰船电力推进系统中发挥了重要的作用，在先进的海军舰船电力推进系统中发挥了重要的作用。船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展多相交流变频调速系统的基本组成多相交流变频调速系统的基本组成-20-2.4
7、 高温超导电动机高温超导电动机 高温超导高温超导（High Temperature Superconducting，HTS），实际上只是一），实际上只是一种相对概念，通常是指超导材料的临界温度较高（目前已可达到种相对概念，通常是指超导材料的临界温度较高（目前已可达到100K以上）以上）。高温超导对设备的要求比低温超导简单得多。高温超导对设备的要求比低温超导简单得多。船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展HTS同步电动机结构示意图同步电动机结构示意图半超导半超导电机电机-21-与传统技术相比，与传统技术相比，HTS同步电动机的最大优势是同步电动机的最大优势是没有铁的定子齿部没有铁的定子
8、齿部，较大较大的气隙的气隙允许设计人员对主要的电磁参数（如允许设计人员对主要的电磁参数（如同步电抗同步电抗、瞬变电抗瞬变电抗和和超瞬变电抗超瞬变电抗）进行调整，以获得最大的比功率。进行调整，以获得最大的比功率。船用推进电动机的最新进展船用推进电动机的最新进展额定功率5MW额定相电压2400V额定相电流715A额定负载功率因数1额定转速230r/min额定频率11.5Hz直轴同步电抗0.32pu直轴瞬变电抗0.24直轴超瞬变电抗0.16电枢短路时间常数0.069s直轴超瞬变短路时间常数0.02s交轴超瞬变短路时间常数0.028s美国美国5MW、230r/min HTS同步电动机同步电动机 高温超导电机在任何转速下都能在接高温超导电机在任何转速下都能在接近最大效率下运行，尤其可贵的是在低速近最大效率下运行，尤其可贵的是在低速下运行，其效率比普通电机高出许多，而下运行，其效率比普通电机高出许多，而低速运行又是船舶经常出现的工况，即使低速运行又是船舶经常出现的工况，即使在在30%额定航速下，其效率也能超过额定航速下，其效率也能超过90%。-22-上海海事大学物流工程学院学术讲座上海海事大学物流工程学院学术讲座 谢谢各位！谢谢各位！
