船舶轴带发电机的发展与新方法的研究
船舶轴带发电机系统的应用及经济性分析
内燃机与配件0引言在经济全球化的背景下，航运市场的竞争日渐激励，由于不断提高国际油价，导致价格产生剧烈变动，增加航运的生产成本与运营成本，经过相关人员的研究后，提出船舶节能技术，具有良好的经济性，可以减少能源消耗，受到航运人员的充分重视。
在20世纪80年代，轴带发电机获得初步应用，可以为船舶提供源源不断地能量，其主要利用轴上冗余功率，优化推进装置，从而实现节能的目的。
1船舶轴带发电机系统的特点与应用技术方案1.1轴带发电机系统特点在现代科技化社会，人民日渐增强节能意识与环保意识，更加注重轴带发电机的运用，为航运减少能源消耗与经营成本。
在功率输出轴上连接着轴带发电机，在发电过程中，主要利用主机功率余量，发电机可以转化主机的冗余功率，使其向发电机的机械能转变，将会降低15-20%的电能消耗，确保船舶主机处于最佳状态，可以长期运行，对增强经济性具有重要意义[1]。
发电机装置从频率稳定型的角度分类，可以分为交流式和直流式等旋转变流机、晶闸管逆变器式和静止式等感应恒频式、油压驱动式和涡轮连轴节式等定速类等。
轴带发电机可以节省燃料费用，具有较高的经济性，其主要采用GCR 系统，主机转速与电源频率成正比关系，在恒定转速下，可以同时使用发电机与CPP ，若是想要改变工况航行时，在确保螺旋桨转速恒定的情况下，可以对螺距进行适当调整，确保供电频率与发电机转速不变。
轴带发动机具有众多优势，主要包括以下几点：第一，可以提高燃料效率，节省燃料费用。
第二，可以为机组的稳定运行提供保障，减少维修费用与维修工作量。
第三，使用轴带发动机可以代替柴油机组，有利于减少油耗。
第四，可以缩短机组工作时间，减少辅机的使用，进而节省一定的机舱空间。
第五，不但可以减少机舱热源，而且可以降低产生的噪音，使机舱的工作环境获得改善[2]。
1.2轴带发电机应用技术方案目前采用的轴带发电机主要分为两种类型，一种是变距桨船舶，其主要利用变距桨进行调整，根据实际情况，合理控制转向和主机转速，使其保持在恒定的范围内。
船用发动机技术研究与发展趋势
船用发动机技术研究与发展趋势船用发动机技术研究与发展趋势船用发动机是船舶的核心动力装置，其性能和效率直接影响到船舶的运行效率和环境影响。
随着船舶运输行业的发展和全球对环境保护的要求不断提高，船用发动机技术面临着新的挑战和发展机遇。
本文将探讨船用发动机技术的研究与发展趋势。
1. 船用发动机技术研究的目标船用发动机技术的研究与发展的主要目标是提高其性能和效率，降低燃油消耗和排放。
主要包括以下方面：(1) 提高燃烧效率：研发高效率的燃烧系统，优化燃烧过程，提高热效率和动力密度。
(2) 减少燃油消耗：通过控制发动机参数和优化船舶运行模式，实现更加节能的船用发动机。
(3) 降低排放：减少空气污染物（如氮氧化物和颗粒物）和温室气体（如二氧化碳）的排放。
2. 船用发动机技术的发展趋势随着技术的不断创新和发展，船用发动机技术正朝着以下几个方向发展：(1) 温度和压力的提高：提高发动机的压缩比和燃烧温度，提高热效率和动力密度。
通过使用高温材料和先进的冷却技术，解决高温对发动机部件的损伤和耐久性问题。
(2) 电动化和混合动力：引入电动机和电池技术，实现船舶的电动化和混合动力。
电动化能够降低燃油消耗和排放，提高船舶的动力性能和航行效率。
(3) 智能化和自动化：利用先进的传感器和控制系统，实现发动机的智能化和自动化。
通过优化发动机控制策略，提高发动机的工作效率和可靠性。
(4) 新型燃料的应用：开发和应用新型可再生燃料，如天然气、氢、生物燃料等，减少对传统石油燃料的依赖，降低碳排放。
(5) 燃料电池发动机技术：研发和应用燃料电池发动机技术，通过水解产生的氢气进行发电，实现零排放的船舶动力系统。
3. 技术研究的重点船用发动机技术的研究的重点主要包括以下几个方面：(1) 燃烧技术：研发新的燃烧系统和燃烧控制技术，提高燃烧效率和燃烧稳定性。
(2) 高温材料和冷却技术：研究和开发高温材料和先进的冷却技术，提高发动机的耐久性和热效率。
新型船用轴带发电机的应用
NAVIGATION航海74Marine Technology 航海技术1 轴带发电机系统节能减排技术日新月异，船舶所有人不断尝试各种节能减排、降本增效的措施，其中新型船舶主机轴带发电机是热门选项。
新型主机轴带发电机有以下几个优点：1.节能减排，充分利用船舶主机的冗余功率；2.维护方便，大幅度减少船舶发电柴油机的使用时间；3.可以减少发电柴油机的配备，节约了空间，大幅度减少发电柴油机的保养力度和保养所需备件物料。
该设备初次投资费用较高，但是成本很快就能收回。
笔者曾有幸跟过阿拉伯航运1艘2012年韩国造13 500 TEU 集装箱船，主机是MAN-B&W 12K98ME,该型船舶加装了主机轴带发电机，由于安装的是老款轴带，正常使用需从67 rpm 开始（据权威资料，现代最新款轴带可以从50 rpm 开始覆盖几乎可以正常运行的转速）。
另外，该轮还使用了高效锅炉和燃气透平一起的组合发电机，以适应主机高速运行的工况。
该轮还安装了柴油发电机原动机高效废气锅炉，保证了停泊状态主机和油柜的保温，确保了HFO 的使用，减少了燃油辅锅炉使用时间和燃油消耗，充分显示了节能减排的效果。
在人们的印象中，传统的轴带发电机需要一个clutch 啮合系统，而且主机转速是恒定的，随着调频技术的提高,这些已经成为历史。
现代的轴带发电机是做在主机中间轴上新型船用轴带发电机的应用王敬东（中远海运船员管理有限公司上海分公司，上海 200120）摘 要：随着调频技术的成熟，主机轴带发电机技术优势凸显，有利于节能减排、设备管理。
目前，此项技术还没有被广大管理者接受，没有在船上得到普遍使用，在此以自身的实践，介绍其在节能减排方面的优势，以期推广。
关键词：节能减排；维护简单；降低成本；减少配备的，不需要占用过大的空间。
金陵船厂为ABB 公司提供了首套“低速抱轴式”轴带发电机系统系统，包括轴带发电机、动力输出（PTO）变频器（ACS880）、变压器及远程诊断（RDS）系统，见图1。
浅论广西船舶轴带发电机的现状和发展
浅论广西船舶轴带发电机的现状和发展作者：李福来源：《珠江水运》2014年第04期摘要：船用轴带发电机最近在船上得到使用和发展，在变速、频率技术水平不断提高的今天，船用轴带发电机在船上的使用，显示其优越的经济性，越来越得到船东的青睐。
关键词：柴油机轴带发电机功率频率自动变速箱轴带发电机即为由推进主机驱动的发电机，是指船舶航行时由主机驱动发电机向船舶电网供电的发电设备。
它具有节约油量、降低运行成本、降低机舱噪音和温度等一系列优点。
据统计，200千瓦轴带发电机的成本约为柴油发电机的一半，而且功率越大，经济效果越显著。
船舶轴带发电机首先是在小船和快艇上使用和发展。
现有船舶轴带发电机组大部分采用交流发电机，其功率大，体积小，经济耐用。
由于船舶在选用主柴油机时，要考虑船况、柴油机安全及航行环境等因素，所以要有一定的功率储备，且根据内河船检法规的要求，柴油机应具有110%额定功率运转的能力。
因此船舶主机功率储备不少于额定功率的10%。
一般情况下，船舶航行于平静的水面或是正常航行时，船舶航行环境比较好，这时主柴油机就有较大的功率储备没有得到充分使用。
据研究，船舶主柴油机在低于75%～85%额定功率的低负荷下运行时，其油耗率会升高，经济性将下降。
如果安装了轴带发电机，可以充分利用主机的功率储备，使主机长时间在较高负荷下运行，降低主机的油耗率及机舱温度、噪音等，从而具有良好的经济性和舒适性。
对于广西航区的货船，大体上其全船设备在正常航行时的用电功率约 10～20KW，约为主机额定功率的10%左右，轴带发电机完全能满足船舶正常航行的电力需要。
现该航区货船，大部分船东都在主机的自由端加装了一台10～25千瓦左右的用皮带带动的交流发电机。
这类发电机，因达不到船检法规的相关要求，一般都没有得到船舶检验部门的认可。
船东为了规避检验，往往在申请检验前将自装的轴带发电机拆除，或是在验船师检验到了叫其拆除后，检验完成又私自地将其安装上去，形成了时间等资源的浪费。
船舶轴带发电机pti模式的应用与管理
工程应用船舶物资与市场 610 引言本文章主要介绍了船舶轴带发电机PTI （POWER T AKE IN ）模式，即船舶轴带发电机作电动机为船舶提供推进动力。
本文从工作原理、管理经验等方面对这一模式进行了分析，并对当前该模式实际运用难点的技术改进做出解读以供同行参考。
1 船舶推进同步电机PTI 模式工作原理简介PTI 模式（Power Take In ）其实是我们已经熟知的PTO 模式（Power Take Out ）即轴带发电机模式的逆过程。
轴带发电机模式，船舶电机与船舶主推进轴通过齿轮箱等装置相连，船舶主推进装置产生的动能一部分用于推动发电机运行进行发电。
而PTI 模式正是以轴带发电机为基础，通过辅助电机或者变频装置或者同步电机改造等方式使得轴带发电机可以用作电动机[1]，从船舶电站吸收能量，产生的动能用于驱动螺旋桨，进而推动船舶，在PTO 模式与PTI 模式转换的过程中涉及到了同步电机的转换（发电机与电动机的转换），即同步电机既作发电机也作电动机，因此在探究PTI 模式原理的过程中，不得不说这一工作原理的前提条件——同步电机船舶轴带发电机PTI 模式的应用与管理杨 兵，陈国伟（交通运输部北海救助局，山东 烟台 264012）摘 要 ：根据船舶和大型船舶的航行特点，了解轴带发电机作为船舶电站部件系统的应用，探讨不同阶段轴带发电机的技术方案，详细介绍了在化学品船上普遍采用的一种轴带发电机的PTI 模式实现方式，结合安装实例对船舶轴带发电机应用进行了评估，从船舶运营的经济性出发预测船舶轴带双馈发电机作为船用辅助电站的发展趋势。
关键词：船舶轴带；PTI 模式；发电机中图分类号：U665 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2019.12.021［引用格式］杨兵,陈国伟.船舶轴带发电机PTI 模式的应用与管理[J].船舶物资与市场,2019(12):61-62.收稿日期：2019-11-08作者简介：杨兵（1973-），男，工程师，研究方向为船舶轮机管理与电子电器管理。
科技成果——船舶轴带无刷双馈交流发电系统技术
科技成果——船舶轴带无刷双馈交流发电系统技术成果简介船舶航行和辅机发电机组发电都是通过柴油机作为动力源，其柴油消耗率随柴油机的转速增加而上升。
由于船舶发电机组转速都为中高速柴油机，转速范围在1000-1800r/min，而船舶主机多为中速或低速柴油机，转速范围在50-900r/min，中低速柴油机比高速柴油机燃油消耗率低约5%-10%。
船舶轴带发电机是由船舶主推进柴油机直接驱动的船用发电机，利用主机在部分负荷运行时的富余功率来发电，因此，船舶主机拖动轴带发电机发电比辅机发电机组发电所消耗的燃油平均低约12-15个百分点。
轴带无刷双馈交流发电系统是采用自主创新的无刷双馈电机和控制技术并利用船舶主机的功率储备，在船舶主机带动定距螺旋桨推进船舶航行的同时拖带轴带发电机发电，从而实现船舶正常航行时不使用辅助柴油机发电机组发电，降低了燃油的消耗。
该系统针对定距螺距螺旋桨推进船舶航行时主机转速不断变化的工况，通过双馈变频控制技术提供稳压稳频的电力保障。
适用范围适用于内河、沿海及远洋定距桨船舶关键技术无刷双馈发电机是由两套不同极对数的定子绕组和一套绕线转子绕组构成的新型交流感应电机。
经过特殊设计的绕线转子使得两套定子绕组产生不同极对数的旋转磁场间接相互作用，并能对其相互作用进行控制来实现能量传递。
其中一套定子绕组接固定工频电源，称为功率绕组，另一套定子绕组接变频驱动控制器，称为控制绕组。
船舶轴带无刷双馈交流发电系统原理图，如图1所示，去掉了电刷与滑环装置，在转子绕组自闭回路的前提之下，通过定子侧的控制绕组感应转子绕组的励磁电流和频率，并与定子功率绕组的输出电流和频率耦合，两套绕组协调工作从而实现变速恒频稳压发电。
充分利用了齿谐波磁动势，能最大程度地削弱其它高次谐波，具有比特殊笼型绕组转子更好的技术特性。
其结构简单，运行可靠、容易维护，可以有效降低变频装置的容量，方便地调节有功和无功功率。
图1 舶轴带无刷双馈交流发电系统原理图轴带无刷双馈交流发电系统采用了特殊的转子结构，定子上分布有两套不同极对数绕组，即功率绕组和控制绕组，通过一小容量的变频器就可以在一定的转速范围内实现恒频恒压发电。
舰船电力系统发展现状和新兴方向
舰船电力系统发展现状及新兴方向报告人：张晨光郑晓龙赵中豪1.现代船舶电力系统发展现状概述1.1 现代船舶电力系统组成现代舰船上都装备有一个供给电能的独立系统，我们称之为船舶电力系统。
船舶电力系统包括四个组成部分：（1）发电部分，包括发电机组和蓄电池；（2）配电部分，可分为总配电板、应急配电板、动力分配电箱、照明分配电箱和蓄电池充放电配电板等；（3）输电部分，又称为电网，由动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱点电网等多部分构成；（4）用电部分，又称负载，包括电力拖动设备、船舰照明设备、舰船通信和电航设备以及其他用电设备。
1.2 现代船舶电力系统的特点现代船舶电力系统具有节能环保、可靠、结构坚固、电缆需求量少、设备发热损耗少、设备冷却容量需求少等优点。
现代电站控制系统可保持电力系统在正常操作情况下能稳定持续运行，同时保护系统在发生过载、短路或接地故障时对故障电路进行选择性解列；功率管理系统根据电网中的负荷情况，可选择投入电网中的发电机数量，以获得最佳总效率；在船舶电力系统中连接于输配电网的发电机组数量可根据实际所需的功率来优化选择，以使原动机工作最优化。
现代船舶电力系统的设计以最大限度地维持不间断供电为目标。
随着船舶吨位的增大、电气化程度的提高和科学技术的发展，船舶电力系统发生了显著地进步和变化，船舶电力系统的设备性能和供电指标有很大提高，同时也加强了系统承受各种突变负荷的能力。
大型船及工程船等特种船舶应用了大功率、高电压的高参数船舶电力系统，电网电压达3-10KV。
与此同时，船舶电力系统的集中控制及其自动化也是现代船舶电力系统的一个重要标志，其有如下优点：（1）保证船舶电力系统供电的连续性和可靠性；（2）提高船舶电站工作质量，使系统处于良好的工作状态。
综述船舶电力系统的特点：（1）船舶电力系统为有限电网，其电站容量和电力储存较小；（2）船舶电力网输电距离较短，输送容量小，输电电压低，采用电缆输电，电气设备比较集中；（3）船舶工况变动频繁，船舶用电负荷类型众多，工况不同且变化频繁，对自动控制策略的可靠性要求较高；（4）船舶工作环境恶劣，要求其电力系统设备符合船用标准且具有较高的可靠性和生命力。
船舶轴带发电机的应用及发展
船舶轴带发电机的应用及发展摘要：船舶电站运行工况复杂，对供电系统运行的安全经济性要求较高，采用主机驱动的轴带发电机具有较好的节能效果。
轴带发电机与辅助发电机并网运行时，馈电主开关之间必须进行综合协调控制，才能确保有序地连续供电。
关键词：船舶轴带发电机；应用；发展船舶电站系统由主发电机提供电源，通常情况下几台发电机并联运行，无论是它的单机容量，还是电站的总装机容量都远远小于陆地电站。
同时，船舶电力系统运行工况复杂多变，对电站系统的协调控制要求较高。
船舶轴带发电系统是船舶主机驱动发电机供电的装置，它利用主机的富余功率来均衡船舶电站的功率分配。
含有轴带发电机的船舶电站系统优先采用轴带发电机供电，辅机可以不常开，这使得机舱噪声及机舱温度明显下降，辅机的维修周期延长，因此具有较好的经济、节能及环保效果。
一、轴带发电机工作原理船舶电力系统是有限电网，船舶负载的变化对电网电压和频率有较大的影响。
轴带发电机的输入工作参数（如功率、转速）受制于主机螺旋桨的工况，而其输出工作参数（如电压、电流以及频率）要满足用电设备的要求。
当采用轴带发电机时，为了能够与船舶柴油发电机并网运行，轴带发电机系统必须能够根据电网电压频率的变化对输出有功功率和无功功率进行调节。
对于电压的波动，可使用自动稳压器，这是一种根据发电机端电压变化自动调节励磁电流而保持输出电压稳定的可控硅电子装置。
对于交流发电机的稳频问题，这需要比较复杂且昂贵的装置来解决，一般用液压控制的恒频齿轮箱或电气控制的电磁滑差离合器的机械恒频装置以及可控硅逆变器的电子恒频装置，这些装置都可以在主机转速为75%～100%的额定转速变化时使发电机全功率输出，且频率稳定，可以与其它辅发电机组共同长期地并入电网运行。
二、船舶轴带发电机的应用1.船舶轴带发电机技术。
目前采用的船用轴带发电机，根据螺旋桨的形式，大致可以分成以下两种类型：一类为变距桨船舶的轴带发电机。
它通过变距桨调节的方式使主机转速和转向不变，因此可以采用一般的三相交流同步发电机组。