摘要：
本文討論了在游船推動系統中采用交流變頻傳動取代直流傳動的可行性并通過實際應用證明了該方案是完全可行的并取得了明顯的經濟效益。
關鍵詞：
船用推進 歐瑞變頻器 直流傳動 噪音污染 經濟效益
引言：
近幾年隨著人們生活水平的日益提高和水上旅游業的發展，小型游艇在國內悄然升起。在傳統的船用推進系統中，以往普遍采用柴油機（汽油機）直接推進，旅游業的發展首先帶來的是環保的問題，各地方的水域管理對環境污染的控制要求越來越高。為滿足環保的需要和提高游艇的舒適度（震動和噪音），因此直流電動機推進系統在小型游艇上得到大力的推廣，該傳動模式既有明顯的優式，但也有明顯的劣勢。
隨著近年交流變頻調速技術的迅猛發展和穩定成熟，眾多廠家紛紛嘗試采用高新技術取代原有的控制模式以改善原直流系統的缺點。某船舶制造有限公司率先在其生產的游船中采用交流變頻拖動技術，并取得了成功。
原游船系統介紹：
某船舶制造有限公司是專業的玻璃鋼游船和公務用艇制造公司，該公司原制造的電動船普遍采用直流推進系統（蓄電池+控制器+直流電動機）帶動螺旋槳作為動力推進系統，采用工業電瓶作為系統的主動力電源。
原系統特點：
A、直流拖動系統技術成熟，該系統有近60年的應用經驗，技術成熟可靠。
B、該系統采用直流電機，拖動扭矩大，機械特性硬，帶負載能力強。
C、該系統可以實現無級調速，調速范圍寬而且靈活
但該系統也有明顯的缺點，表現如下：
D、系統體積龐大，結構復雜，占用空間體積大，價格高。
E、系統因結構復雜，故障點較多，維護困難。
F、該系統若發生故障，現場維修困難，周期長而且維修費用較高
G、該系統工作時振動和噪音較大，達不到低噪音環保要求，對旅游業來說影響了游客和操作人員的身體健康。
H、對高檔游船來說，缺乏對VIP客戶和高檔消費群體的吸引力。
綜合考慮以上因素，我們可以判斷該系統是相對理想的動力推動系統，但其缺點也是造船廠和用戶所頭痛的。該船舶制造有限公司作為一個專業化的船舶制造公司一直注重新技術的開發應用和推廣，該公司一直緊盯傳動技術的最新發展：隨著交流變頻技術的發展和成熟，越來越多的領域采用了交流變頻拖動技術：如在鋼鐵領域，風機泵類，軍用雷達旋轉系統，軍艦艦炮旋轉系統等。在以上領域，交流變頻調速以其結構簡單，體積小，價格低，故障率低等特點得到了廣泛的應用。那在船用螺旋槳推動系統中是不是也可以采用呢，廠方在進行了深入的技術論證后，認為采用交流變頻拖動取代直流拖動系統是完全可行的。
2005年4月份，該船舶制造有限公司決定在游船上采用交流變頻調速作為船舶的主推進，相關技術參數和要求如下：
1、船長：16.0m，型寬：4.10m，型深：1.35m，吃水：0.65m,排水量：16t，乘員：32人，船速要求：12km/h。
2、電動機參數（2臺）：型號YTSP180L—8 ，額定電壓AC380V，額定頻率50Hz，標稱功率11KW，額定電流26A，恒轉矩頻率范圍3—50Hz，恒功率頻率范圍50—100Hz。
3、變頻系統相關參數（2套）：采用兩路電源輸入，一路采用進口三相交流柴油發電機組（27KW，AC380V，48.8A，50Hz）整流成DC560V；另一路為備用蓄電池組（12V，180Ah，47組串聯成DC564V）
4、交流變頻調速須在駕駛臺進行遠程控制，配備相關控制板，控制板具有工作顯示和操縱控制功能。
可行性分析：
該船舶制造有限公司相關與變頻器廠商進行了廣泛的聯系和技術應用交流，最終煙臺歐瑞傳動電氣有限公司以最佳解決方案勝出：
1 、根據我們采用的8級電機作為主推進電機，判定該系統需要低速大扭矩來驅動，通常變頻器是按照4級電機來設計的，8級電機的額定扭矩約為140N.M ，綜合考慮驅動力矩和電氣容量的要求，我們建議采用15KW的變頻系統，為達到快速靈敏減速和停船控制要求，建議外加制動單元和制動電阻。
2 、變頻器的安裝和防護問題：考慮到變頻器的使用環境，針對湖面和水面的高潮濕環境進行特殊防潮處理，同時建議安裝時要做好防水。
3 、電機的散熱問題：8級電機本身轉速低，當變頻器在低速運行時，有可能導致電機溫升持續升高，我們建議采用自帶風機冷卻。
該方案綜合考慮了電氣傳動方面的要求并結合現場的實際工況針對潛在的安全隱患，歐瑞傳動提出了合理的問題解決方案。
根據我公司的建議結合我們原定的技術方案，采用了以下的電氣控制方案 。
采用柴油發電機組為整個系統提供電力，輸出AC380/50Hz的交流電，蓄電池組作為備用電源當發電機組出現異常時對外提供應急電力，變頻器和電機作為交流傳動執行機構拖動螺旋槳旋轉推動游船前進。
變頻器在該系統中當發電機組正常工作時接受DC560V電源，柴油發電機組所發的AC380V/50Hz交流電通過一個特制的大功率充電器（經整流濾波提供DC560V直流電）向蓄電池組（47組）充電并對變頻器提供電源，當柴油發電機組異常時，蓄電池組作為應急電源對變頻器供電，以保證正常工作。
該系統經過測試安保、性能、噪聲、及節能等均得到認證，設備成功在沿海旅游城市投入商業運營，并且得到旅游愛好者的良好稱贊。
試車時我們對該船作了相應測試：當船速在4km/h左右時，機械艙內噪音量在64dB左右，乘客艙內為55dB左右；12km/h速度時，機械艙內為68dB，乘客艙為58dB左右，相對原傳動模式噪音量平均下降10dB左右。
綜合對比前后兩套傳動控制系統，我們發現：變頻系統在滿足了游船技術性能指標的要求下相對直流調速具有以下特點：
1系統安裝、接線、操作簡單，性能穩定。
2有效節能，在船速達到12km/h的速度下，變頻系統只運行在40HZ左右，相對于直流傳動來說節能率在10%以上。
3 能有效降低機械傳動噪音，有利于保護船員和游客的身體健康。
4 操作快捷靈敏，140NM的大扭矩保證了即使在游船低速運行時也能靈活進退。
5 該系統占用空間體積小，重量較輕，有效載荷利用率大。
總結：
總之相對于直流調速系統來說，交流變頻傳動的采購費用雖然較單獨的直流電機要貴，但綜合考慮以上因素并結合以后的維護保養，環保對噪音污染的要求以及以后游客對身體健康的越來越重視，我們認為整體費用較直流還要低，而且對旅游經營公司和游客來說更具有吸引力，在中小型船舶上交流變頻傳動將會有更廣闊的市場。
