船舶轴带发电机

轴带发电机的优点
(1)船舶节能是船舶设计和营运中的一项重要内容。

从船舶发电系统来看，采用轴带发电机是有效利用主机能源的重要措施。

因为轴带发电机的动力来自主机，低速运行的主机的热效率比发电用的中、高速柴油机要高;此外主机采用重油做燃料，而发电用的柴油机使用的燃料是轻质柴油，轻质柴油比重油价格要高多了。

所以使用轴带发电机，成本可以降低，降低主机燃油消耗,提高综合经济性。

船用交流轴带发电机由主机拖动，可以长期使主机在较高负荷下运行,消耗主机剩余功率,节约副机燃料油。

另外，主机效率一般比辅助柴油机的中速柴油机要高，提高了综合经济性。

(2)利于能量综合利用。

主机配备轴带发电机后，在船舶正常航行时,由轴带发电机供电。

不必使用辅助柴油机,因而可以省去副机动力系统的功耗，而主机辅助系统功耗基本不变。

目前,船舶副机的排烟余热一般没有得到利用，而四冲程的辅助柴油机较二冲程的主柴油机排烟温度高，因此浪费了大量排气余热。

如果设置主机轴带发电机，辅助柴油机因运行时间少，其排气余热浪费减少，而主机的排气余热可以得到更为有效的利用。

(3)减少润滑油消耗及副机维护保养费用:船舶正常航行时，由主机轴带发电机供电，可以减少辅助柴油机运行时间，其滑油耗量减少，磨损减少，从而降低了运行维护费用。

(4)使用交流轴带发电装置后，可以少设置柴油发电机组的台数，从而节约了柴油发电机购置费用，同时使机舱布置空间增大，有利于机
舱布置。

在航行期间使用交流轴带发电装置，减少了机舱噪声和温度，改善了机舱工作环境。

轴带发电装置的类型
船用轴带发电装置就是由船舶主机通过变速装置直接驱动一台发电机发电，它有很多类型，可以根据船舶的种类、吨位、主机型式和主要动力装置的选用情况等选用相应类型的轴带发电装置。

根据螺旋桨形式不同，轴带发电机可分为定距桨(FPP)和调距桨(CPP)轴带发电两种装置。

(1)可调螺距桨(CPP)船舶轴带发电装置
调距桨轴带发电装置适用调距桨船舶。

无论船舶是机动航行还是正常航行，调距桨主机转速基本保持不变，轴带发电装置电压频率基本保持恒定，因此可以采用一般的船用交流发电机组,其工作原理及操作均比较简单，但是在轴带发电机和主轴之间应采用中间传动机构，以提高轴带发电机的转速，使发电机体积不致太大。

在船舶航行中，主机转速恒定,轴带发电装置利用率近似为100%。

由于主机与柴油机组的速度特性不一致，调距桨轴带发电装置不能与船舶柴油发电机组长时并联运行。

(2)固定螺距桨(FPP)船舶的轴带发电装置
当主机驱动定距桨时，随着主机工况变化转速变化，轴带发电机的转速随之变化，其电压和频率不能保持稳定。

为使轴带发电机的频率稳定在允许的范围内，就必须配备自动调节装置。

当前经常采用的是转速补偿装置和频率补偿装置。

对于定距桨型轴带发电装置解决频率不同的方式，归纳起来主要有:旋转变流机组稳频型、行星齿轮传动型液力传动型以及晶闸管(可控硅)整流-逆变器型。

船用主机轴带稳频发电机简介1.主机轴带稳频发电机的应用船舶在选用主柴油机时，要考虑海况，船况，柴油机安全等功率储备。

该储备须达到额定功率的10%～15%。

如果船舶航行于平静的海面，并且船舶出厂不久或坞修之后，这时海况及船况良好，主柴油机就有较大的功率储备没有得到充分利用，另外，主柴油机大都在部分负荷下运行，而在低于75%～85%额定功率的低负荷下运行时，其经济性将下降，如果利用轴带发电机，可以使主机长时间在较高负荷下运行，从而具有良好的经济性。

对于货船，一般来说其电站功率为主机额定功率的5%左右。

轴带发电机完全能满足船舶正常航行的电力需要。

主机轴带发电机因其良好的经济性而得到广泛应用。

2.采用主机轴带稳频发电机的优越性降低主机燃油消耗，提高综合经济性主机配备轴带发电机后，可以长期在较高负荷下运行，油耗率的依降低。

另外，主机效率一般比辅助柴油机要高，而且主柴油机一般燃用劣质燃油，从而进一步降低了燃料费用，提高了综合经济性。

利于能量综合利用主机配备轴带发电机，船舶正常航行时由轴带发电机供电，不必使用辅助柴油机，因此可以省去副机动力系统的功耗，而主机辅助系统功耗基本不变，目前，船舶副机的排烟余热一般没有得到利用，而四冲程的辅助柴油机较二冲程的主柴油机排烟温度高，因此浪费了大量排气余热。

如果设置主机轴带发电机，辅助柴油机因运行时间少，其排气余热浪费减少，而主机的排气余热可以得到更为有效的利用。

减少润滑油消耗及副机维修保养费用船舶正常航行时，由主机轴带发电机供电，于是辅助柴油机运行时间大大缩短，其滑油耗量减少，磨损减少，运行维护费用因此降低。

改善工作条件机舱噪声可以减轻，从而改善工作条件。

3.轴带稳频发电机特点WP-H系列船用稳频轴带发电机是本厂自主研发的新一代节能新产品，具有核心知识产权，国家专利。

是利用船舶航行主机动力附轴带动的轴带发电机，具有输出频率及电压稳定可靠的特点，其节能效果特别显著。

在船舶主机不稳定转速（从怠速至高速）的动力输入到稳频发电机上，给船舶提供各项性能可靠的优质电源。

1250KVA船用轴带发电机励磁控制系统改造简介 我司“向泰”轮是一艘1986年4月由前东德Ver Warwowwerft wame建造的集装箱尾机型船舶，船长：165.5m，型宽：23.05m，型深：13.4m，船舶总吨位：13 769t，载箱量：950TUE。

船舶主要动力系统：配备前东德VEB Diesel Motorenwerk Rostock生产的K5SZ70/125BL船舶柴油主机一台，推进系统采用液压变螺距装置。

电力系统：配备2台8VDS26/20AL-2和1台6VDS26/20AL船舶柴油辅机，驱动3台型号：S450L6 885KVA无刷发电机，同时配备DGASO 5621-6N 1250KVA船用轴带有刷发电机一台。

2007年，我司从船舶二手市场购入该船后，一直从事东南亚和中日韩航线的集装箱运输。

船舶港内航行通常使用柴油发电机组，海上航行使用船舶轴带发电机组，以获得最经济的航行Marine Technology航海技术图1航海NAVIGATION5657航海NAVIGATION成本。

一、船舶轴带发电机主要参数及原理 1．轴带发电机主要参数： 发电机型号：DGASO 5621-6N 生产厂家：VEB ELEKTROMAS CHINENBAU DRESDEN 额定功率：1 250KVA 额定转速：1 000RPM 额定电压：390V 额定电流：1850A 额定频率：50Hz 功率因数：0.8 励磁电压：95V 励磁电流：210A 2．轴带发电机励磁系统组成及工作原理： 轴带发电机励磁系统原理图见图1。

该轴带发电机励磁系统采用单相桥式半控带电流复励的有刷自励恒压励磁系统，系统分别由扼流圈单元、功率单元、功率保护单元、调节单元、复励单元、复励变压器等部件组成（图2）。

轴带发电机励磁系统的基本工作原理： 由发电机R相与零线构成的URO 220V电压经扼流圈单元中的两个扼流圈（空心电抗器）后送功率单元，经功率单元内的单相桥式半控整流器整流后，作为励磁系统的自励分量给发电机励磁绕组供电。

科技成果——船舶轴带无刷双馈交流发电系统技术适用范围交通行业，内河与沿海船舶以及所有采用固定桨的海洋船舶行业现状目前船舶主要靠辅机柴油机组进行发电。

辅机消耗柴油，而负责船舶推进的主机往往有冗余能量，如果主机不在满负荷下运行，则部分有功功率将被白白浪费掉。

应用该技术可实现节能量6万tce/a，减排约16万tCO2/a。

成果简介1、技术原理采用自主创新的无刷双馈电机和控制技术充分利用船舶主机的出力，在船舶主机带动固定螺旋桨推进船舶航行的同时，拖动轴带发电机发电，从而实现船舶正常航行时不使用辅机柴油发电机组发电，达到节省燃油的效果。

该系统针对固定螺距桨推进船舶航行中主机转速不断变化的工况，通过双馈变频控制技术获得并提供稳压稳频的电力保障。

2、关键技术（1）新型无刷双馈电机转子结构形式，采用“变极”法将电机转子不同变极比换相绕组的出线端作异极反相序联接，从而产生不同的反向磁场，并分别与定子两套绕组耦合。

采用“齿谐波”法，根据交流电机绕组理论，利用电机定子绕组的齿谐波磁动势绕组系数与基波磁动势绕组系数相同，低次齿谐波磁动势与基波磁动势旋转方向相反的原理，在满足转子绕组对称性的条件下，选择适宜的定子槽数和槽型，从而达到转子导体利用率高、谐波含量低、电机效率高的目的。

由此可以灵活实现针对不同实际工况需求的无刷双馈电机设计方案。

轴带无刷双馈发电系统原理及架构图（2）采用矢量控制技术，对两个空间旋转磁场进行定向控制，即对无刷双馈电机的功率绕组和变频绕组两个定子绕组的两个空间旋转磁场分别进行解耦控制，并通过两个空间旋转磁场的相互作用，将多个坐标系下的矢量信号归于一个坐标系下，通过对变频绕组的控制，即可分别实现对功率绕组和变频绕组两个定子绕组的频率、电压和电流控制。

（3）采用多频率叠加变频控制技术实现转速变化时稳压稳频。

由于无刷双馈电机的特性决定了变频绕组中存在基波、次基波、谐波等多个不同频率的信号，采用多频率叠加变频控制技术，是对联接变频绕组的变频驱动器同时输出除基波以外的次基波、谐波等多个频率叠加的变频电源，实现转速变化时稳压稳频。

船用轴带发电机工作原理
船用轴带发电机利用船舶上的旋转部件（如螺旋桨轴）的动能转换为电能。

它主要由转子、定子、轴带和电磁铁组成。

工作原理如下：
1. 转子：船用轴带发电机的转子通常由永磁体构成，永磁体具有固有的磁性，可以产生磁场。

2. 定子：定子是由线圈组成的电磁场部分，它固定在发电机内部。

当转子旋转时，会通过磁力感应作用引起定子上的电流。

3. 轴带：轴带是连接转子和螺旋桨轴的部件，通过与螺旋桨轴的旋转实现动能转换。

当螺旋桨轴旋转时，轴带同步旋转。

4. 电磁铁：电磁铁是用于控制和调节发电机的电流输出的装置。

通过改变电磁铁上的电流，可以调节发电机的输出电压。

当船舶运行时，螺旋桨轴转动，轴带会随之旋转。

同时，转子中的永磁体会产生磁场，磁场的变化会在定子上引发电流。

这个电流经过电磁铁的调节，最终输出为稳定的电能。

船用轴带发电机的优点是利用了船舶运行时产生的机械能，无需额外的燃料消耗。

它可以为船舶提供电力供应，满足船上各种设备和系统的用电需求。

同时，它还可以将电能存储在电池中，以备不时之需。

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。

船舶轴带发电机的应用及发展王炳义【摘要】Based on the characteristics of ocean shipping vessels and large vessels, this paper analyzes the application of ship shaft generators as the composition system of the marine power plant, and discusses its technical solutions at different stages. It also analyzes its economy and energy-saving and emission reduction effect, and evaluates its application by a practical installation case. In terms of economy, it forecasts the development trend of the double-fed shaft generator as the marine auxiliary power stations.% 根据航运船舶和大型船舶航行的特点，对船舶轴带发电机作为船用电站组成系统及其应用进行了分析，探讨了不同阶段的船舶轴带发电机的技术方案，分析了其经济性及节能减排效果，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。

【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P109-114)【关键词】远洋船舶;轴带发电机;双馈;定距桨;船用电站【作者】王炳义【作者单位】青岛北海船舶重工有限责任公司青岛266520【正文语种】中文【中图分类】U665.11近年来航运市场低迷，随着国际油价的剧烈震荡和不断攀升，使得船舶航运的营运成本日益提高。

本文主要分析轮轴带发电机主开关运行中跳闸故障，找出原因并排除。

一、轴发供电及故障现象船舶发电机轴发（即轮轴带发电机）电力系统电路如图1所示，轴发和侧推可单独工作于主配电板 C 段。

图1 轴发电力系统轴发参数：AC400V，1000kW，三相；侧推参数：电机AC400 V，800kW，三相，外部拖动液压控制的可变螺距螺旋桨。

轴发主开关ACB1和侧推主开关ACB2型号均为MT25H2，2500 A，开关控制模块型号micrologic 2.0A，电站管理单元为丹麦DEIF 公司的PPU（Paralleling and Protection Unit，并车与保护单元）控制器。

侧推启动器原理为自耦变压器降压起动。

故障现象：轴发和侧推主开关合闸后，启动侧推，有时出现轴发主开关跳闸现象，重新合闸后，大多情况下能启动成功且使用正常。

跳闸时，主配电板及PPU 无报警。

由于故障并非一直存在，故障查找分析有一定难度。

二、故障分析主开关出现跳闸，可分为接到分闸信号和未接到分闸信号2种情况：接到分闸信号，PPU 输出分闸信号、手动分闸信号、逆功率保护输入分闸信号等；未接到分闸信号，主开关自身保护环节过载、欠压、短路导致跳闸，或内部机械机构过度磨损及振动引起跳闸。

根据故障现象——跳闸只在侧推启动时出现，说明跳闸原因与启动过程有关，即启动电流过大或过载保护整定值不合适。

操作人员担心如果确实存在启动时电流过大，易导致某些电气部件损坏，以至于不敢使用。

考虑到上述问题及主开关的可靠性较好，先排查启动电流。

三、故障查找侧推电机启动电流过大的可能原因：侧推主电机、启动控制箱内部自耦变压器、降压启动的动作切换开关以及有关接线等电气单元，或变矩桨桨叶缠绕异物、螺距不在零位，导致启动阻力矩较大等外部机械单元，需分别排查确认。

（1）轴承等正常，变矩桨桨叶无异物，螺距零位准确。

启动侧推之前，变矩桨液压油已经充分预热，并提前运转，可排除阻力矩的影响。

船舶主机轴带发电机装置现状分析摘要：随着国家经济不断的发展，节能环保越来越重要。

船方从节约运输成本的目的出发，主机轴带发电机设备也在实船上得到了广泛的使用。

鉴于此，本文是对船舶主机轴带发电机的现状进行分析，仅供参考。

关键词：船舶；轴带发电机；现状引言：近10年来，作者参加了近100多艘船舶的审图和检验工作，对船上安装的主机轴带发电机有一定的了解。

目前，大部分船舶的主机轴带发电机虽然在节能环保方面起到了一定的作用，但离国家目前的法律法规的仍有较大的差距，即主机轴带发电机的可靠性有待进一步研究。

本文通过国家法律法规对主机轴带发电机的要求以及实际的情况进行分析探讨。

一、主机轴带发电机装置的组成及优缺点故名思议，主机轴带发电机系统是由船舶主机驱动发电机发电的系统。

船舶主机轴带发电机装置一般由驱动发电机的船舶主机、变速装置、发电机、恒压装置组成。

其主要优点有：（1）由于船舶主机采用价格低廉的燃油作为燃料，其热效率高，因而经济性好；（2）船舶航行时，机舱内只有主机运行，故降低了机舱的温度和噪音，改善了机舱的环境；（3）轴带发电机组的维修工作量少，维修费用降低。

该系统也存在一些缺点：（1）轴带发电机只能在船舶定速航行，且转速在80%-105%的额定转速范围内使用；（2）对于中低速柴油机，为保证电压及其频率的恒定，轴带发电机的控制系统变得比较复杂；（3）前期投资费用较高。

二、主机轴带发电机的主要形式船舶轴带发电机可分为直流和交流两种，船舶主机系统分为变螺距和定螺距的主机，本文根据目前船舶大多数的使用情况，主要讨论定螺距桨的主机轴带交流发电机。

主要有一下5种形式：1、采用变流机组稳定供电频率。

将轴带发电机发出的频率可变的交流电，经可控整流后向直流电动机供电，由直流电动机拖动另一台三相交流同步发电机发电，经自动电压调节器调节后，向电网提供电压、频率恒定的交流电。

2、采用行星齿轮传动装置。

该装置的输入轴与主机相联，在液压控制系统的作用下，通过对行星齿轮的附加转动，使与发电机相联的输出轴的转速维持恒定，从而保证交流发电机的电压、频率不受主机转速变化的影响。