船舶电力推进几种典型方式的比较
船舶电力推进几种典型方式的比较
船舶电力推进几种典型方式的比较船舶, 电力, 典型1970年代以前，主要采用直流电力推进系统，因为直流电机转速调整范围宽广和平滑，过载起动和制动转矩大，逆转运行特性好；而交流电动机尽管具有输出功率大、极限转速高、结构简单、成本低、体积小、运行可靠等优点，但限于当时的技术限制，调速困难，应用较少。
随现代控制理论和数字控制、直接转矩控制、矢量控制等电力电子技术的发展，交流调速系统的性能已经可以与直流调速系统相媲美[1]。
交流电力推进系统的应用，已经成为船舶电力推进发展的主流，呈现出蓬勃发展的态势。
水面船只，交流电力推进占主导地位，所选用的交流电动机，交流异步电机、交流同步电机、永磁同步电机等并存。
只有潜艇，仍是直流推进占主导地位。
世界著名的电气集团，如SIEMENS，ABB，以及ALSTOM等，都研制出船舶交流电力推进的成套装置，功率从几百千瓦到几十兆瓦，其中以吊舱式推进器最具代表性。
例如ABB 公司的AZIPOD推进系统，功率已达40MW，性能可靠，传动效率高，节省空间，已成功地应用在油轮、破冰船、邮轮、化学品船、半潜船等多种船型，并在近期新造船舶市场获得良好评价。
目前，船舶采用的电力推进系统，型式多种多样，但归纳起来基本可分为以下五类[2~4]：•可控硅整流器+直流电动机•变距桨+交流异步电动机•电流型变频器+交流同步电动机•交一交变频器+交流同步电动机•电压型变频器+交流异步电动机选择电力推进装置时，主要关注价格、功率范围、推进效率、起动电流、起动转矩、动态响应、转矩波动、功率因数、功率损耗、谐波等指标。
本文从以上五类电力推进装置的工作原理出发，分析其工作特性，并比较关键指标。
1 可控硅整流器+直流电动机1970年代以前nc.qoos.www，船舶电力推进系统中，直流电动机占据主导地位。
1940和1950年代，推进系统采用原动机一直流发电机一直流电动机形式，通过调节发电机励磁电流的大小和方向，调节电动机转速及转向。
船舶电力推进
船舶电力推进系统的现状与未来汤天浩上海海事大学2009.3内容提要•引言•历史——回顾船舶电力推进的发展•现状——船舶电力推进的主要形式•未来——全电船的提出与发展•新能源船舶与我们的研究工作•结束语1. 引言•发展背景•问题与挑战•研究背景自世界上第一艘以蒸汽机为动力的船舶问世以来，以热机（比如：柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等）为动力直接驱动螺旋桨的机械推进系统成为目前船舶推进的主要方式，在船舶动力装置中占据了主导地位。
•问题与挑战（1）船舶内燃机机械推进系统仍存在噪音大、调速范围小和灵活性差等问题难以解决。
与机械推进系统相比，采用电动机直接驱动螺旋桨的船舶电力推进系统则具有调速范围广、驱动力矩大、易于正反转、体积小布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。
（2）特别是近年来，随着电力电子器件、变流技术、传动控制系统以及新能源和新材料等高新技术的飞速发展，船舶电力推进系统正在经历着巨大变革。
而船舶电力推进系统作为大功率电力传动控制系统的重要应用领域之一，却由于其专业的特殊性未得到应有的关注和重视，致使国内在这方面的研究与国外先进水平的差距更加明显。
（3）随着全球石油资源的耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，人们必须在石油没有用完的约60年时间内找到新的能源及其动力装置。
这是人类在进入21世纪所面临的巨大问题和挑战之一，因此，人们一直在努力寻找能源利用效率高、不污染环境并可以再生的新能源及其利用方式。
本文试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面综述船舶电力推进系统的历史、现状与发展，并在此基础上，根据作者多次参加国际合作和交流的体会，提出了船舶电力推进系统未来发展中值得重视的一些问题，以便同行研究借鉴，并希望有更多的学者关注和投身到电力电子与传动控制这一新的研究领域中来。
2. 历史——回顾船舶电力推进的发展•船舶电力推进的历史可以追溯到1860年，世界上第一艘以蓄电池为动力，电动机直接驱动的电力推进潜水艇投入使用。
船舶电力推进系统综述报告
船舶电力推进系统综述报告张文超201221024017一、船舶电力推进系统的发展船舶电力推进系统已有近百年历史，但是由于受各种因素制约，发展缓慢，且大多数只应用在特种船舶上。
从20世纪80年代起，供电系统、推进电机和微电子及信息技术的迅猛发展，使船舶电力推进装置打破了长期徘徊局面，得到了大力的发展。
电力推进系统基本由机械原动机(柴油机、燃气轮机或核动力)构成，用以驱动交流发电机，发电机再为推进电动机提供动力。
电动机可能是直流、交流同步电动机或交流感应电动机。
同传统的机械推进方式相比，采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。
船舶综合全电力推进系统包括：发电、输电、配电、变电、拖动、推进、储能、监控和电力管理，是现行船舶平台的电力和动力两大系统发展的综合；它不是电力推进加自动电站的简单组合，而是从概念到方案、组成、配置、技术等均发生重大变化，给未来的船舶带来一场革命。
二、电力推进系统的组成船舶电力推进装置一般由原动机﹑发电机﹑电动机﹑螺旋桨以及控制单元组成。
原动机带动发电机，发电机带动推进电机，电机驱动螺旋桨，推动船舶航行。
因螺旋桨所需功率很大，一般需要设置两个单独的电站：推进电机电站和辅机电站，分别给推进电机和辅机供电。
目前的原动机一般使用高速或中高速的柴油机，推进装置一般有直流电力推进和交流电力推进两种。
目前世界上使用电力推进的船舶，主要可分为两类：一类是电力推进与其他发动机推进结合的混合推进；另一类是全电力推进，即使用一个电站供电给推进装置和其他辅助装置。
三、船舶电力推进方式的优缺点1．电力推进方式的优点（1）操纵灵活，机动性能好，靠离码头时可不需拖轮协助，有更好的经济性；（2）电力推进装置的操纵由驾驶台直接控制，应付紧急状态能力强，有利于提高安全。
（3）有很好的低速特性，恒功率特性，恒电流特性和陡转特性；（4）因省去了主机与螺旋桨之间的轴系以及舵，节省了大量的空间，可以增加船舶有效空间和有效载荷；（5）可采用中高速的非反转原动机，主机的选择有很大的灵活性；（6）原动机和螺旋桨系柔性连接，使得螺旋桨的转速不受原动机转速的限制，彼此都可以工作在最佳状态；（7）噪声小，震动小，废气NOx排放减少；（8）若采用吊舱式电力推进系统，省去了长轴系，操舵装置和舵，可不设舵机房，也省去了bow throuster，减轻了设备的重量，增加了有效载荷。
舰船电力推进系统优势及发展现状
舰船电力推进系统优势及发展现状一、舰船电力推进系统行业优势船船推进方式是指船船从原动机到螺旋桨的功率传输方式，可分为机械推进和电力推进两大类.电力推进系统的主要优点在于占用空间小、操作灵活、推进功率和服务功率可自山转换，因此在海军舰船、豪华邮轮、海工船等特种船型应用较广，但由于其经济性较差，并没有在大型船舶上广泛应用.值得注意的是，不论机械推进还是电力推进，其原动机没有改变，还是以柴油机、燃气轮机或者蒸汽轮机作为船舶的主功率源.船舶推进方式分类和优劣势电力推进根据不同维度可分为多种类型.根据电力推进占比可分为混合电力推进和全电力推进，根据电动机的布局位置可分为吊舱式和非吊舱式，根据推进负载与非推进负载的电力管理和分配方式可分为综合电力推进等.电力推进方式分类由于电力推进技术具备明显优势，广泛适用于各类军船，也适用于各种大型客轮（豪华邮轮、渡轮）、特殊货轮（特别是LNG船、化学品船等）、海洋工程船（破冰船、铺缆船、挖泥船、测量船等）、海洋石油、天然气开采装备以及油气运输船等.对于民船和军船而言，电力推进技术的共同优越性有十点：1）增加有效载荷；2）降低振动；3）提高灵活性；4）增强可靠性；5）提高机动性; 6）减少维护保养量；7）节省燃油；8）提高自动化程度；9）延长设备寿命；10）技术升级.电力推进技术的主要优势U前电力推进方式中最有发展前景的是综合电力推进系统，综合电力推进系统所需功率范围为50-100W,主要系统包括供电系统、推进系统和监控系统三个分系统，主要的装置包括原动机，发电机，推进功率分配系统，推进电动机驱动装置，推进电动机，螺旋桨，非推进功率分配系统.从价值量来看，不含原动机的船舶价值量约为全船的15%左右，整套系统套价值量在千万到亿不等.综合电推系统的主要子系统舰船采用综合电力推进系统能够降低燃料消耗、节省舰船运行成本.舰船采用综合电力推进系统能够降低燃料消耗、节省舰船运行成本.在舰船的不同工作模式下，仅当舰船发动机接近满功率运行时采用机械推进的效率稍高，其余模式下采用电力推进的效率均高于机械推进.不同推进方式的推进效率比较不同推进方式的推进效率比较与乩大村堆切準比值＜*)隈血极电力加遗g"幼枫》枫从曲it二、舰船电力推进系统发展现状民品领域，电力推进应用率逐步提高，整个市场呈扩张趋势.从2010-2019年完工船舶各类推进方式占比来看，采用电力推进的完工船舶占比从2010年的3. 74%上升到2019年的4.96%,其中，2017、2018年船舶电力推进占比均超过7%, 2019年有所下降主要因为整体船舶市场处于低谷，特别是油价持续低迷，海工船船等主要应用电力推进船型订单量较少.采用电力混合推进方式的船舶占比也有较大提升，从2010年的0. 33%提高到2019年的0. 73%.2010-2019年完工船舶各类推进方式占比2010-2019年2010-2019年采用电力推进和混合艘数100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00%2010-201^年采川电力推进和混合艘数■全电0.00%从应用船型来看，船船电力推进系统主要应用的船型为海工船、特殊船型和豪华邮轮• 111于造价较高、全功率效率较低等原因，电力推进系统在油船、散货船、集装箱船这三大主流船型应用较少，但山于其突出的操作性优势，故在海工船、特殊船型和豪华邮轮等船舶上应用率极高.从具体船型来看，2019年完丄的海工船中钻井船、地震探测船、科考船、R0V潜水支持船等船型100%都是采用了电力推进系统，在其他的海工船型中应用占比也基本达到50%以上；在特殊船型中，LNG再气化船、燃料船等船型100% 采用了电力推进系统，LNG船舶中电力推进系统占比也达到了67%；豪华邮轮是另一个电力推进系统应用的主要船型，2019年完工的豪华邮轮中，电力推进系统占比达到了85. 7%.2019年完工船舶中电力推进系统主要应用船型2010-2019年完工豪华邮轮数量（艘）2010-2019年完工g华邮轮数応（艘〉2010-2019年完工豪华邮轮推进方式占比2010-2019年完工豪华邮轮推进方式占比■全电推进•小型鏗轮（2万吨以下）■全电推进冲型蜉轮（2-5万吨）全电推进•大型哒（5~7万吨）■全电推迸•巨型密轮（7万从建造国家来看，欧洲完工的船舶采用电力推进的比例较高.一方面山于欧洲生产的船型主要为豪华邮轮、海工船以及特殊船型，这些船型较为适合应用电力推进系统，另一方面也因为全球主要的电力推进系统生产厂商均在欧洲，技术和产业链较为成熟.2019年中国完工的船舶电力推进占比仅为3. 94%,但从绝对量来讲，由于基数较大，中国完丄的电力推进船舶数量全球最高，占全球完工电力推进船舶的23. 36%.2019年中国完工船舶中电力推进船舶数量及占比2019年中国完工船舶中电力推进船船数量及占比2010 2011 2012 20132014 2015 2016 2017 2018 20192019年各国完工电力推进船舶占比2019年各国完工电力推进船舶占比■中国■挪威■韩国■意坤■韩国■具他从完工船型来看，中国完工船舶中采用电力推进的主要为海工船和特殊船型.2019年中国完工的海工船中有25艘采用了电力推进方式，特殊船型中有19艘采用了电力推进方式，3艘采用了混合动力推进方式.2019年中国完工船舶电力推进船型船型分类具体船型电力推进混合动力推进机械推进总计电力及混合动力占比海工船三用工作船1—7812. 50%潜水支持船2—2450. 00%12%中国2049年询将建造10艘航母，LI前中国已造航母型号为002,后续2020-2049年将建造8艘航母，若对标美航母作战群水面舰艇价格，则造价为2592亿美元，平均每年129.6亿美元对应900. 72亿人民币（按照6. 93中美汇率计算）.按照20%船舶动力系统造价占比计算，则未来中国航母作战群军用舰船动力系统总采购规模约为180. 14亿元，若中国也建造非航母作战配套舰艇，则此为军用电力综合推进系统采购额的保守估计.未来中国航母作战群军用舰船综合电力推进系统投入预佔未来市场空间方面，军品方面，预计未来十年军船市场电力推进市场空间为31.35亿美元，约合人民币220亿元。
船舶推进方式比较
表1 船舶推进方式比较
推进方式机动性能推进装置结构适用船舶及制造条件功率体积比推进效率
柴油机直接推进
一台原动机; 可实现无级调
速; 主机需要换向
结构简单, 需要减速装置; 主机、
轴、推进器的中心线在同一高度
适合各种功率船舶; 元件已
成熟
最大最高
电力推进
一台或多台原动机; 可实现
无级调速; 主机需要换向
结构简单; 需要减速装置; 主
机、推进器根据需要合理布置
功率提高有困难; 元件已
成熟
较大较高
喷水推进一台原动机; 主机无需换向无需推进器适合小功率高速船舶最小较高
磁流体推进
一台原动机; 可实现无级调
速; 主机无需换向
主机、推进器根据需要合理
布置
适合各种功率船舶; 元件有
待研制
较大很低。
船舶电力推进系统
船舶电力推进系统Edited by 阳光的cxf 第一章1. 电力推进系统的优缺点P10优点：（1）机动性能好（2）机舱小，布置灵活可增加船舶的载货载客能力（3）推进效率高（4）节能，有利于环保（5）适合于特种船舶的应用P47优点：（1）通过减少燃料消耗和维护费用减少生命周期成本，尤其是在负载变化大的地方（2）增强了系统对单一故障的抵抗性，使优化原动机负载分配成为可能（3）中高速柴油机重量轻（4）占用空间少，甲板空间利用更加灵活（5）推进器位置布置更加灵活（6）更好的机动性（7）更小的推进噪声和震动缺点：（1）初始投资增加（2）原动机和推进器之间有额外的器件，增加了满负荷运行时的损耗（3）新型设备需要不同的操作，维护策略2. 不同推进方式船舶操纵性能对比项目机械推进常规电力推进POD推进回转直径120% 100% 75%零航速回转180 度所需时间118% 100% 41%全速回转180 度所需时间145% 100% 42%全速到停止所需时间280% 100% 42%零航速至全速所需时间210% 100% 90%第二章3. 电力推进系统类型（1）可控硅整流器+直流电动机。
应用：船舶推进所应用的直流推进电机的容量，在2～3MW 之间。
优点：1）启动电流和启动转矩接近零2）动态响应快缺点：1）转矩控制不精准2）换向器易发生故障3）谐波污染较大4）直流电动机结构复杂，成本高，体积大，维护困难，效率低（2）交流异步电动机+可调螺距螺旋桨模式。
应用：这种推进方式只适合于中、小功率船舶，或1000kW 以下的侧推装置，因为微软起动器目前还只有中、小功率的低压产品。
优点1）几乎没有谐波污染2）转矩稳定没有脉动3）设计点运行效率高缺点：1）启动电流大2）启动瞬间机械轴承受转矩大3）功率因数低4）功率及转矩动态响应慢5）反转慢，制动距离长6）变矩桨结构复杂，价格贵，可靠性差7）变距桨液压控制系统复杂（3）电流型变频器CSI (Current Source Inverter) + 交流同步电动机。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
船舶电力推进概述
2012年第28期(总第43期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界0引言伴随船舶工业的发展和电力技术的进步,船舶电力推进的发展已经有100多年的历史。
近20年来船舶电力推进技术发展迅速,已经在船舶推进领域形成了较为明显的特点,正日益成为船舶工业研究的热门话题。
1船舶电力推进系统的组成和应用船舶电力推进动力组成目前主要有两种形式,一种是柴油机-电力推进相结合的混合动力推进,另一种是全电力推进。
船舶电机推进装置包括以下几个主要部分:发电部分,推进部分以及控制系统。
几大部件主要有原动机,发电机,电动机,螺旋桨以及控制单元。
船舶电力推进简图如图1。
图1船舶电力推进技术的应用领域广泛,目前主要应用于以下船舶:邮轮、渡轮、破冰船、水面战舰、潜艇、各种工程船、侧推器辅助控位浮式采油设施和油货轮等。
2船舶电力推进系统的特点2.1船舶电力推进系统主要具有以下优点1)由于可以优化发动机或者发电机组负荷,所以能够有效降低船舶的燃油消耗和排放。
发电机组可以在高负载时以较高的效率运行。
特别是应用在运行工况负荷变化较大的船舶上,例如,对许多动力定位船来说,其行驶操作的时间和进行控位/机动操纵的时间通常各占一半。
2)由于多引擎的冗余,推进系统的可靠性高。
即使一台发电机组故障,仍然有足够的动力保持船舶的安全操作。
3)降低了生命周期成本,从而降低运营和维护的成本。
如果船舶的运行模式相对来说比较平稳,则使用电力推进系统经济效益不明显,但对于多重运行模式的船舶,使用电力推进系统的经济性较好。
4)通过部署特殊的推进器,如全方位角推进器或吊舱式推进装置,改善的船舶的机动操纵能力和位置保持能力。
5)动力装置占用的船体空间较少,增加了船舶的有效载荷。
6)由于推进器通过电缆提供电力供给,因此可以不与原动机布置在一起,这样就可以更加灵活的选择推进器的位置。
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船舶电力推进几种典型方式的比较作者：高海波高孝洪陈辉发布时间：2007-03-20 浏览量：6776内容提要：此文介绍目前市场上五种类型电力推进系统，并分析比较它们的工作原理和特点。
0 前言船舶电力推进，有直流推进和交流推进两大类。
1970年代以前，主要采用直流电力推进系统，因为直流电机转速调整范围宽广和平滑，过载起动和制动转矩大，逆转运行特性好；而交流电动机尽管具有输出功率大、极限转速高、结构简单、成本低、体积小、运行可靠等优点，但限于当时的技术限制，调速困难，应用较少。
随现代控制理论和数字控制、直接转矩控制、矢量控制等电力电子技术的发展，交流调速系统的性能已经可以与直流调速系统相媲美[1]。
交流电力推进系统的应用，已经成为船舶电力推进发展的主流，呈现出蓬勃发展的态势。
水面船只，交流电力推进占主导地位，所选用的交流电动机，交流异步电机、交流同步电机、永磁同步电机等并存。
只有潜艇，仍是直流推进占主导地位。
世界著名的电气集团，如SIEMENS，ABB，以及ALSTOM等，都研制出船舶交流电力推进的成套装置，功率从几百千瓦到几十兆瓦，其中以吊舱式推进器最具代表性。
例如ABB公司的AZIPOD推进系统，功率已达40MW，性能可靠，传动效率高，节省空间，已成功地应用在油轮、破冰船、邮轮、化学品船、半潜船等多种船型，并在近期新造船舶市场获得良好评价。
目前，船舶采用的电力推进系统，型式多种多样，但归纳起来基本可分为以下五类[2~4]：·可控硅整流器+直流电动机·变距桨+交流异步电动机·电流型变频器+交流同步电动机·交一交变频器+交流同步电动机·电压型变频器+交流异步电动机选择电力推进装置时，主要关注价格、功率范围、推进效率、起动电流、起动转矩、动态响应、转矩波动、功率因数、功率损耗、谐波等指标。
本文从以上五类电力推进装置的工作原理出发，分析其工作特性，并比较关键指标。
1 可控硅整流器+直流电动机1970年代以前，船舶电力推进系统中，直流电动机占据主导地位。
1940和1950年代，推进系统采用原动机一直流发电机一直流电动机形式，通过调节发电机励磁电流的大小和方向，调节电动机转速及转向。
1950年代末，大功率可控静态电力变流元件研制成功，可控硅整流装置出现，直流电力推进系统演变成可控整流器加直流电动机模式。
晶闸管的问世加速了这种推进技术的发展，拓展了其应用领域。
至今，该种推进形式仍不失为一种高效、经济的推进方案。
可控硅整流器+直流电动机系统，采用全桥式晶体管整流器为一个电枢电流可控的直流马达供电，原理如图1。
其基本工作原理是：图1 “可控硅整流器+直流电动机”原理图·通过控制晶闸管导通角，改变触发电路输出脉冲的相位，从而改变直流电机的电枢电压Ud，再由此改变电枢电流，实现电机速度的平滑调节；·利用可控整流电路调节励磁电流，使电动机能够在转速一转矩坐标的任一象限运行。
可控整流电路最基本的变量是控制角α (从晶闸管承受正向电压起到加触发脉冲使其导通的瞬间，这段时间对应的电角度)。
α与各电压、电流之间的关系决定了可控整流的基本特性。
功率因数与转速成正比，在0～0.96之间。
这种推进方式的优点：·控制角α的控制范围，理论上是0～180°；实际上一般在15～150°，是考虑到电网的压降，确保电机可控，控制角α确保留有换流边界；·起动电流及起动转矩接近于零；·扭矩波动平滑；·动态响应一般小于100毫秒。
缺点是：·转矩控制不够精确，若要得到精确平滑的转矩控制，必须提高电枢感应系数，但会引起系统动态性能减弱，功率因数偏低，增加系统损耗；·直流电机驱动需要的换向器，是一个易发生故障的部件；·会对船舶电网产生较大的谐波污染，因为采用了大功率电力电子器件；·直流电动机固有的结构复杂、成本高、体积大、维护困难、效率低等缺点，阻碍了它在船舶电力推进领域的广泛应用。
目前，船舶推进所应用的直流推进电机的容量，在2～3MW之间。
2 交流异步电动机+可调螺距螺旋桨交流异步电动机+可调螺距螺旋桨模式，也称为DOL(Direct on line)模式，多采用鼠笼式感应恒速电机驱动变距桨实现，船速的控制靠改变螺旋桨的螺距。
为了增加可操纵性，也可用极数转换开关实现电机速度控制。
这种推进方式的优点是：·几乎没有影响电网的谐波，因为没有采用大功率电力电子器件；·电动机转矩稳定没有脉动；·在设计点运行时效率很高。
但缺点也不少，例如：·交流异步感应电机起动瞬间电流较大，通常是正常电流的5～7倍，系统电网压降大；·起动瞬间机械轴承受的转矩大，约为额定转矩的2～3倍；·极低航速，螺距近似为0时，仍要消耗额定功率的15％，电流约为正常值的45～55％；·功率因数低，满负荷时也只能达到0.85；·功率及转矩的动态响应慢，一般3～5秒才能完成，因为采用液压机构完成螺距的变换；·反转慢，制动距离长；·变距桨的液压控制系统十分复杂，并工作在水下，故障维修时需进坞；·变距桨结构复杂，可靠性差，价格贵。
为了防止起动时电流和扭矩过大等不利影响，以及满足规范对船舶电站压降的要求，这种电力推进方式启动时必须采用船舶电站规定启动大电机需要的最小台数运行机组，以及电机采用Y一△启动、软启动器启动等方式。
这种推进方式只适合于中、小功率船舶，或1000kW以下的侧推装置，因为微软起动器目前还只有中、小功率的低压产品。
3 电流型变频器+交流同步电动机电流型变频器+交流同步电机驱动方式(CSI+Synchronous motor)原理图如图2。
图2 “电流型变频器+交流同步电动机”原理图(1)电流型变频器CSI(CurrentSource Inverter)由整流器、滤波器、逆变器等三部分组成。
工作原理是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机。
电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波，直流电流波形平直，对电动机来讲，基本上是一个电流源。
改变整流电路的触发角，就改变了中间直流环节的电压，相当于直流电动机的调压调速；而改变逆变电路触发脉冲的顺序，即可改变推进电动机的转矩方向，控制推进电动机转向，从而使控制电路大大简化。
(2)SYNCHRO电力推进交流电通过三相桥式全控整流电路以及平波电抗器，再经过逆变器转换后向交流同步电机供电，此种推进方式通常被称为SYNCHRO电力推进。
SYNCHRO变流装置的输出频率，受同步电机转子所处角度控制：·每当电机转过一对磁极，变流装置的交流电输出相应地交变一个周期，保证变频器的输出频率和电机的转速始终保持同步，不会出现失步和振荡。
·系统功率因数根据电机速度，从额定速度时的0.9到低速的0之间变化。
SYNCHRO电力推进系统主要有6脉波、12脉波、24脉波等三种结构形式，谐波成分比较固定，消除比较容易。
12脉波SYNCHRO电力推进系统，如果在电网侧并联有两组LC无源滤波器，对11次、13次谐波进行补偿，则对电网产生影响的最低谐波分量就是23次谐波，此时的电网质量可以满足船级社的规定，故12脉波的SYNCHRO电力推进系统应用较多。
SYNCHRO电力推进系统的缺点是：·低速运行时，电流型变频器将电流控制在零附近脉动，转矩输出也存在脉动，给轴系带来振动；·时间常数较大(由于直流电同感性负载相连)，所以系统动态响应较差；·电流型逆变电路中的直流输入电感数值很大才能够构成一个电流源，使直流回路电流恒定，所以电感重量、体积都很大，使得电流型逆变器使用受到一定限制。
而其优点，是：·起动电流接近等于零，起动转矩最高可达50％额定转矩；·价格上有一定的优势；·控制方便，操作灵活；·能匹配特大功率电机，目前已达40～60MW。
10MW以上容量的电力推进装置，ALSTOM公司和STNATLAS公司倾向于选择SYNCHRO电力推进。
4 交一交变频器+交流同步电机CYCLO变频器，英文为Cycloconverter，中文译作交一交变频器或循环变频器。
该变频器广泛应用于大功率、低速范围内的交流调速，其调速上限不超过基频的40％。
交一交变频器+交流同步电机(Cyclo converter+Synchronous motor)驱动方式，采用CYCLO变频器，通过控制一个可控的桥式反并联晶闸管，选择交流电源的不同相位区间向交流同步电机提供交流电。
图3所示为典型的6脉波交一交变频器+交流同步电机驱动方式。
图3 “6脉波交一交变频器+交流同步电机”原理图双绕组电动机，就是电动机定子装有2套同功率但空间相位差30°的绕组，分别由一套6脉波三相输出交一交变频装置供电。
变频装置输出的每一相都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路：一组晶闸管整流电路提供正向输出电流，另一组提供反向输出电流。
构成这种交一交变频装置的三相桥式电路，在一个输出周期中三相电流有六次过零，带来六次转矩波动，所以这种交一交变频装置被称为6脉波交-交变频装置，是最基本的类型，应用广泛。
与6脉波变频装置相比，12脉波变频装置具有系统响应速度快、谐波含量少、损耗降低、转矩脉动低等优点。
其缺点是所需电子元件数量大，对于6脉冲电路需要36个晶闸管，而12脉冲电路需要72个晶闸管，因而增加了成本。
SIEMENS公司，针对双绕组同步电动机提供了12脉波交一交变频装置。
采用交一交变频推进的特点是：·起动平稳，起动电流(转矩)可从零起逐渐加大；·转矩脉动平滑；·功率及转矩动态响应快，一般小于100毫秒；·电力系统内谐波高低取决于电机速度；·系统功率因数由电机电压决定，通常可达0.76；·满负荷时效率高；·变频器输出频率低，可以不需要齿轮减速直接驱动螺旋桨。
这种驱动方式，性价比高，应用比较广泛。
根据国外经验，交一交循环变流器主要用于速度极低、转矩极高的场合，典型的例子就是破冰船。
目前单个电力驱动系统的功率范围在2～30MW之间。
针对特大功率低转速推进船舶，ABB和SIEMENS公司倾向于采用CYCLO电力推进方式[5]。
5 电压型变频器+交流异步电动机电压型变频器VSI(Voltage Source Inverter)，与电流型变频器CSI(Current Source Inverter)同属于交一直一交变频器，也由整流器、滤波器、逆变器三部分组成。