船舰电力推进系统定义及分类：综合电力推进方式是趋势

一、船舰电力推进系统定义

船舰推进方式是指船舰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由转换，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。

船舰推进方式分类和优劣势

资料来源：CNKI

机械推进方式是当前大型船舰中最常见的推进方式，其推进系统和电力系统为两套分开的系统。当今大多数商业和军用船舰都是采用机械推进方式，发动机的每分钟高转速通过一个刚性轴传递到减速齿轮，将转速降低到与螺旋桨相适宜的水平，再通过另一个刚性轴将来自于减速装置的低转速传递给螺旋桨。带有多个螺旋桨的船舰会配置多个发动机、减速装置和刚性轴。机械推进中推进系统和电力系统是分开的，用于船舰服务负荷的电功率由专用的发电机提供。

船舰机械推进系统示意图

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船舰机械推进系统中的机械与电力系统

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二、船舰电力推进系统分类

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。

船舰电力推进方式分类

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混合电力推进：混合电力推进方式是在以大功率机械直接推动为主的推进系统中加入小功率电力推进。这种方式中涡轮直接以高转速驱动发电机，将电功率通过电缆朝着船尾部传递给电动机驱动装置，该驱动装置可以改变船舶推进电动机的电压和频率，使电动机得以低速运行，以低转速驱动螺旋桨。船舱底部装配多个发动机、电动机驱动装置及多芯电缆，船舶服务负荷由分开的专用发电机供电。通常，船舶总功率的75%~85%用于船舶推进，在电力推进中这部分功率容量仅限使用于船舶推进，不可用于非推进的用途。

吊舱式电力推进：吊舱式电力推进与非吊舱式电力推进的区别在于电动机的布置位置。吊舱式电动机位于船体外的水中，以相同的方式与螺旋桨直接连接，可以沿着其垂直轴进行360 度旋转以给出任何方向上的推进力。主要的优势在于以下几点：一是由于不再需要舵、船尾横向推进器或者船体内的长轴系，船舶各部件的布局变得非常灵活，节省发动机与推进机械的空间，为船舶整体结构带来了最大的益处，也节约了成本；二是可在全方向上提供更好的满推力操纵能力；三是由于没有传统意义上的螺旋桨轴，螺旋桨可以安装在船尾下面的水流中，因此具有更高的水动力效率和机械效率；四是减少对拖船的需求；五是由于吊舱可以快速地拆除与维修，减少了维护保养和维修工作量。

非吊舱式电力推进

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吊舱式电力推进

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吊舱式推进器

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综合电力推进方式：与传统电力推进方式相比，综合电力推进系统的推进电力和非推进电力由同一个配电盘统一调度配送。采用综合电力推进的船舶将发电机和发动机产生的电力通过电缆送到一个配电盘，供船舶推进负荷和非推进负荷使用。配电盘可以时刻改变两个系统间的功率分配以满足船舶在推进与非推进上的需求。这样在船舶高速运行时，电力可以即刻由推进系统转向需要高脉冲功率的武器系统，且不会带来船速的陡然下降。综合电力推进的优势有以下方面：一是船舶服务功率和推进功率间灵活切换，可提供较高的冗余度、生存性和可重构性；二是可以节省燃油，提高燃油效率，因为这种方式可以将船舶总负荷集中在较少的几台几乎满载、高效运行的原动机上；三是由于每台涡轮机和发电机的累计运行时间较短，所需的维护保养量和备件也较少。

综合电力推进系统

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非综合电力推进系统

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