2017年中国舰船动力系统行业概述分析

　　舰船动力装置作为舰船的“心脏”，其技术的发展一直受到各国海军的普遍重视。舰船动力装置的主要任务是发出一定功率，产生各种能量，实现能量转化和分配，是保证舰船的正常航行、安全正常作业、停泊，保证人员正常工作、生活与安全的全部机械设备和系统的综合体。

　　目前应用的推进系统主要有两类：机械式直接推进（柴油机、燃气轮机、热机联合直接推进 等 ）和电力推进。机械式直接推进是通过刚性连接的传动轴和齿轮系将原动机的机械能传递到舰艉的推进器。电力推进是利用发电机将高速原动机的旋转机械能量转换为电能，通过电力传输线将电能传递到舰船后部的推进电机，驱动推进电机工作，推进电机与螺旋桨直接连接，从而将电能转换为螺旋桨旋转的机械能来推进舰船运动，电力推进又区分为采用独立的推进动力电站为推进电动机供电的传统电力推进、采用综合电站同时为推进电动机和其他用电设备（武器）供电的综合电力推进。

　　一、传统舰船动力系统：机械推进

　　传统舰船动力系统主要由推进装置、辅助装置、舰船管路系统、甲板机械、遥控及自动化设备组成。推进装置是其中最重要的组成部分，包括主机、传动设备、舰船轴系和推进器。主机是推进舰船航行的动力机械，包括柴油机、燃气轮机等；传动设备用于断开或接通主机传递给传动轴的功率，可实现推进器的减速、换向和减振，包括离合器、齿轮箱和联轴器等；舰船轴系用于将主机的功率传递给推进器，包括传动轴、轴承和密封装置等；推进器将主机发出的能量转换成推力，如螺旋桨。

舰船推进装置示意图

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　　根据推进装置主机类型不同，舰船动力系统可分为蒸汽动力系统、柴油动力系统、燃气动力系统、核动力系统。蒸汽机在19世纪初至20世纪初是世界航运船舶最重要的原动机，之后逐渐被汽轮机取代；20世纪60年代后，汽轮机又逐渐被热效率更高的柴油机所取代；燃气轮机在20世纪50年代开始在商船上作为主机，但未得到大规模应用，目前主要在军用舰船上使用。

各类型传统舰船动力系统特点

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　　二、舰船电力推进系统：电动机驱动推进，舰船动力电气化

　　舰船电力推进系统采用电动机驱动推进器 的驱动 模式，原动机与轴系间无刚性连接。电力推进系统中，原动机产生的机械能首先转化为电能，通过电力传输和变换，电力经由配电板、变压器、变频器等设备，最终由电动机将电能转化为机械能，驱动推进器。对比机械推进，电力推进在整个动力系统中能量传输形式为机械能-电能-机械能，通过电缆和电力设备进行能量传输，替代了机械推进传动轴系的刚性连接。

　　舰船电力推进系统由运动控制系统、电力系统和电力推进控制系统组成。运动控制系统（操纵器，含发令车钟功能）由驾驶室控制台专职指挥人员进行舰船的航向、航速等信号指令设定；电力系统由发电机组组成，提供推进电动机所需的电力以及全船其它设备的电力供应，并通过电缆及变压器将电力分配到各个负载；电力推进控制系统包括变压器、变频器、推进电机等，根据指令要求，控制推进速度和舵角。

舰船电力推进系统基本结构

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典型的舰船电力推进系统

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　　舰船电力推进系统从功能上可分为三类：独立电力推进、混合电力推进和综合电力推进。独立电力推进即采用独立的推进动力电站为推进电动机供电，是电力推进系统发展的初期形态；混合电力推进即在以大功率机械直接推进为主的动力系统中加入小功率电力推进，舰船在低速巡航时采用电力驱动，满足舰船巡航时的经济性和低噪声需求，更高航速下采用直接驱动；综合电力推进即舰船上的所有原动机都用于产生电力，然后分配至推进、船上用电和作战系统，在舰船运行的全速范围内完全由电动机驱动推进器。

舰船电力推进系统的功能分类的功能分类

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　　舰船电力推进系统的主要动力源是推进电动机，目前主要有直流推进电机、 交流推进电机、永磁推进电机 。舰船的航速和推进轴功率的变化范围很大，舰船用推进电机应具有高可靠性、大容量、低转速、高转矩、高功率密度、宽调速范围和调速性能等特点，从而能够适应不同工况运行要求。

各类型传统舰船动力系统特点

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