船用永磁电机侧推装置研发背景介绍.doc

船用永磁电机侧推装置研发背景介绍一、项目背景1、 电力推进在船舶推进装置中的广阔前景电力推进是目前船舶推进装置中最有发展力的设备。其主要特点是：节能、环保、高效。由于船舶位置有限、工况变化大，传统推进装置机械传动复杂、占地大、效率低、噪音高，所以电力推进当前广受欢迎，特别是当代海洋工程项目前景广阔，深海工程倍受重视，电力推进可以发挥独特的优势。2、 永磁电机电力推进最适用于船舶推进电机。永磁电机具有低转速、 大扭矩、 高效率的特性，适合用于船舶推进电机。当前主要用来作为船舶推进器的是螺旋桨。螺旋桨主要工作特点是低转速、大扭矩、高效率，这与永磁电机工作特性很吻合，所以将它们组合一起是一种最佳搭配。目前，世界著名电力推进厂家ABB大力发展永磁电机电力推进。目前投入实际使用的单台电力推进功率已高达5MW。德国Brunvoll 和 Voith 公司从2002年开始研制永磁电机侧推， 装机功率从30kW到1650kW， 推力从5kN到250kN。 我国已有实船安装Voith公司的永磁电机侧推。3、国内永磁电机电力推进装置的研发状况。国内电力推进研发起步很晚，真正有产品供应市场的国内厂家没有，永磁电机电力推进的更没出现。据了解，国家科委、船舶工业公司和几个重点大学的国家实验室有此研制项目，但尚未见成果公布于市。原拟向俄罗斯进口大型永磁电机的设想，也因故不能实施。总之，目前永磁电机船用推进实用装置在我国尚属空白。永磁电机推进装置在我国有广阔前景。3.1永磁电机的永磁体是硒土材料。我国硒土金属目前产量世界第一，资源雄厚，无后顾之忧。3.2 我国已成为世界第二造船大国，国家已将造船业列为我国的支柱产业，发展前景广阔，特别当前能源需求日盛，海工市场迅速发展，海洋开拓及海洋资源的保护，海军的发展对低转速、大扭矩、高效能、超低静音的推进装置需求日盛，它特别适合军用舰艇，如潜艇推进装置，给永磁电机的需求提供了一个巨大的市场和成长空间。3.3永磁电机侧推装置有发展的技术可能性。我国已成为世界造船大国。我国科研院所和大学已对永磁电机及推进装置进行长期研究和关注。小型永磁电机及各种特殊的推进装置已在我国生产、试制成功，将两者有机整合、提升，发展成中、大型永磁电机推进装置是完全可能的。二、市场需求和实际研发、试制能力如前所述，船用永磁电机推进装置以其节能、环保、低噪音、高效率成为海工船舶、军用船舶及各种特种用途船舶（包括豪华游艇）的深受欢迎的推进装置。2.1研制目标我们提出优先研制的永磁电机推进装置正是海工船舶上使用最广泛的一种小型高性能推进装置。目前这种常规的机械推进装置也是从国外进口（从日本、德国、荷兰等国）价格昂贵，高于同规格的推进主机，且配套维修极不方便。附图1（传统的齿轮传动） 附图2（机桨一体化环形侧推） 从图中可以看出， 永磁电机侧推从电机构造原理及推进器的传动方式上有巨大的改进和突破，它从船舶空间的布置， 推进能量的传递及转换和推进效能及低噪声方面有了实质性的变革。代表了现代船用推进装置的新方向。主要优缺点对比传统侧推装置新研制的永磁电机侧推装置结构工艺齿轮机械传动，机构重、加工精度高仅电磁感应，无机械传动、重量轻、加工简单重量重量大仅为原机械传动一半能耗电机机械加工耗能大、使用能耗大、调节控制慢（控制机械）、费能电机加工相对机械加工少、使用能耗小、控制方便、灵活（控制电力）节能造价造价高造价节省环保油润滑耗油多，易泄漏污染水润滑无污染噪音机械传动噪音大电力推进仅水流声维护成本成本高，需对机械电器、管路进行维护成本低，仅有电气设备需维护效率由于机械传动损失能量，效率较低不需要机械传动，效率高考虑到传统机械式侧推装置 机械传动损失 5% 桨叶梢泄流损失 3% 桨毂包阻塞效应及磨损损失 5%所以永磁电机侧推器效果也将提高13%以上。为了能开发出300kW左右能使用于海工船和舰艇的侧向推进装置， 我们首先研制30kW的样机。该机主要对永磁电机侧推在水下的密封性能，水润滑方式及经典效果进行考察和试验，为开发300kW船舶实用侧推做技术准备。当然，30k侧推开发成功，也可以使用于小型渔船，游艇及内河和沿海的小型工作船上。2.2市场需要根据我们粗略了解，我国每年海洋工程船舶新需侧推装置数量在500台以上。由于海洋工程特别是海上石油的开采、守护、供应及大型油船，集装箱船及工况变化大的特种船舶，将会大量使用侧推装置。这为永磁电机侧推装置提供了广阔大地。2.3技术能力我国从事船舶推进及永磁电机的科研院所及大学不下十所，其中设有推进水池及电机研