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吊舱式电力推进系统 Azipod吊舱式电力推进系统  1　Azipod电力推进技术 约13年前,当时芬兰海事局开始寻求在冰区航行具有更高性能的破冰船的解决方案,其初步想法是推进电机应该提供任意方位的推进力,由此ABB便提出了Azipod的原型方案并提交给Kvarner Masa船厂制造,相关的Azipod推进技术也申请了专利。 1.1　Azipod的运行情况及最新应用 现在,Azipod吊舱式电力推进系统已成为大型豪华游轮的标准配置。自1990年第一套Azipod系统安装下水,截止到2001年8月,ABB公司收到的Azipod系统的订单共计101套(总装机功率1067MW),其中45套系统已交付使用(总装机功率376.6MW),其累计运行时数已超出30万小时。 Azipod原型研发船是“Seili”号航道服务船。该船自1990年改装下水,其1500kW的Azipod系统一直到现在还在运行,没有出现任何故障。 接下来采用Azipod的船舶为建造于1978年的16000载重吨的成品油轮“Uikku”号,其由常规机械推进改造成Azipod推进的工程完成于1993年,Azi-pod的功率为11400kW,船体按照Class 1ASuper破冰等级建造,Azipod破冰等级则为DNV的Class10。目前,Azipod电力推进系统是穿越北海-东海航线唯一经济上可行的推进方案,因为它在无破冰船的帮助下仍可非常安全地在冰区航行。 “Uikku”号和“Lunni”号令人满意的试验结果和可靠的运行经验促成Carnival游轮公司(CCL)在1995年秋天决定为其“Elation”号和“Paradise”号两艘豪华游轮选用Azipod电力推进系统,每艘游轮装备2套14000kW的Azipod系统。 Voyager级豪华游轮是目前全球最大吨位的游轮,每艘游轮采用两套14000kW的Azipod系统再加上一套14000kW的固定Azipod系统(Fixipod)。该系列游轮也是第一次拥有动态定位功能(DP)的豪华游轮,Azipod推进系统加上4台3000kW的艏侧推组成的强大动力,使得每一艘这样的海上巨无霸能够在风速高达18米/秒的来自任何方向的大风环境下保持良好的定位能力。 去年秋天ABB接到了一个来自日本Yokosuka船厂的Azipod的订单,用于两艘阿法拉型106000载重吨的双向航行原油轮。每艘油轮将采用一套循环交交变频控制的16000kW的Azipod推进系统,配置5台发电机及相应的配电系统。该双向航行油轮设计为在开阔水域船艏向前行驶,而在重冰区域则船艉向前行驶,因为船艉线形设计适合于破冰需要,并由Azipod为航行中的船体和冰块之间提供润滑水流。Azipod的破冰性能是如此优越,以至于即使在1米厚的重冰区油轮还能以3节的速度航行。首船将于2002年6月交付使用。 1.2　Compact Azipod的应用 Compact Azipod的第一批范例船舶之一是一艘渡轮,它装备了两台500kW全回转牵引式推进Compact Azipod,可以在冰区全年航行。该船选用Compact Azipod不仅仅因为其高可靠性,更由于其高效率以及在低负载工况下的低污染排放水平。 另一个合同是为英国Appledore船厂建造的两艘英国皇家海军考察船提供Compact Azipod推进系统,促成该合同生效的主要原因是Compact Azi-pod极佳的推进性能以及系统全寿命周期费用较低,这也将是英国皇家海军第一批采用全电力推进和Azipod系统的船舶。 最近的一个应用是为新加坡PPL船厂建造的两艘半潜式钻井平台提供Compact Azipod系统,每艘钻井平台将配置八套3200kW的Compact Azipod系统。 发电及推进传动系统 2.1　发电及配电系统 要装备Azipod推进系统,则船舶必须装备电站,即采用多台中速柴油发电机组供应船舶上所有电力负荷,包括Azipod推进动力及其他用电负荷。 电站电压等级选择的条件之一是将负荷电流及短路电平控制在各主要配电设备的额定值以内。一般来说,只要总功率不是太高,690V应该是最经济的选择。目前,实际运行的最高电压等级为11kV，随着功率需求的增加,电站的电压等级也要随之提高。 2.2　推进传动 电力推进系统可以采用多种多样的传动方法组成。最简单的方法可以由同步电机或异步电机直接推进变距螺旋桨,但目前对于大功率的现代推进系统,大多已采用变频传动方式。 直流传动技术的电力推进系统有超过60年的应用历史,但随着20年前ABB公司将交流传动技术引入船舶电力推进领域,现在新的造船项目中都无一例外地采用交流传动技术。 在功率范围4000kW以内,最常用的选择是低压的PWM变频器,而当功率增加至8000kW以内,