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船舶电力能源概述

1前言

闪电，总是令人印象深刻的能源浪费。

电力是一种清洁的能源运输方式，由两个基本组成类型：直流（DC）交流电（AC）旋转交流电是一种交流电的变化发展。

必须进行区分“电流”和“电压”。电力的原理可以被证明通过比较它的行为系统中的液体。在模型中，电流由流动反射，并且潜在电压由压力反射。当电压被测量时系统处于静止状态，并被测量伏。电流是一种移动电荷，运输一个电费高电压到更低的电压，是以安培计量。

1.1直流（DC）

直流电在自然界中被形成为静电，当大量泄漏到地球时，如闪电或作为冲击时一个人在合成地毯上行走后接触到接地的金属部件

产生直流电的能量转换可以是静电，诸如电池中的化学过程，燃料电池中的热量或发电机或发电机中的旋转。静电的最终转移是光照-太多太快，无法存储，但仍然是令人印象深刻的显示。

直流电可以更好地表达为直流电压，因为发电机产生电压或电压。用户决定当前。

直流电通常是一个导体系统，其中一个导体处于恒定电压而另一个导体处于地电位。通过用户，电压下降到地球，将电转化为光，运动或其他。电荷不断移动，从高电压到地球。

直流电可以储存在电池中，以后可以在需要时使用，因此可以有所不同在生产，储存和使用的能力。

在现代船舶中，DC系统仅用于临时使用的小型系统，如应急照明，安全和报警系统。

直流系统的缺点是来自基本上交替的发电机的电压被转换为直流或恒定电压通过使用集电极（换向器）和碳刷的电压，需要大量的维护，并且在容量扩大时变得更加复杂。

此外，由马达中的直流电产生的恒定磁场必须通过使用收集器和刷子转变成旋转场。收集器上的刷子不断产生火花，导致收集器表面磨损。刷子必须定期更新，并且收集器表面必须平滑。开关设备很昂贵维护，用户不友好。

发电机容量表示为三安培，电池容量以安培每小时计。收费期限为电池可能不同于放电时间。充电时间取决于充电器的容量，放电时间取决于用户的消耗量。储存在电池中的能量可以在更高的电流下在较短的时间内使用，或在较低的电流下在较长的时间内使用充电电流需要充电。

常规潜艇

传统柴电潜艇的动力系统由柴油发电机组组成，当柴油发电机组在表面或呼吸管深度时产生直流电，电池和电动推进电动机。该电力可以被分配以给电池充电和/或为推进电机供电。

传统的柴电潜艇坚持电池充电电流与放电电流不同的原则。

在表面上，柴油发电机产生电力，一部分作为化学能（DC）储存在电池中，一部分用于推进。

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收集器或换向器是电机或发电机的一部分，电流从电机转移外部连接到发电机或电动机的旋转部分。实际转移是通过碳刷完成的。电流在相反方向切换，将交流电变为直流电和固定磁铁场变成旋转磁场。

电池由两种或更多种金属组成，在导电（主要是酸性）环境中。金属溶解，因此电离产生它们之间潜在的差异。铅酸电池是最常用的类型；更昂贵但持续时间更长的镍镉电池使用导电性基体。

混合动力汽车使用电动机和汽油或柴油发动机的组合，发动机不仅驱动车轮，而且还通过发电机。使用电动机，汽车在不使用内燃机的情况下依靠电池容量。电池容量也可以用来在发动机和电动机一起工作时获得更高的速度。

制动产生的能量也可以存储在电池中。

变压器将交流电压转换成与输入电压频率相同的另一个交流电压。转换器，转换器和整流器不产生电能，因此输入的电压和电流的乘积与输出的电压和电流的乘积大致相同。

A转换器将AC输入电压和频率转换为交流输出电压和频率，在此输入并且输出频率可能不同。

储存在电池中的能量后来被转换成驱动电动机的电流用于在水下作业期间的船舶推进。

混合动力汽车使用类似的原理。当电池充满电时，汽车电动机缓慢运行，电动机由电池供电。当车运行更快，发动机启动，为电池充电。为了最大速度电动机和发动机一起工作。

电池容量（电流和时间的乘积，以安培表示）取决于电池类型。柴油发动机的电池需要在高速率下放电，短时间内，电池供电应急照明需要放电慢慢地从18至36小时。

直流电机 发电机（03B）的集电器和电刷

与电池的容量类似，电动机可以供电持续的动力或短时间内的动力。常规的优点直流系统有：

简单地协调多个发电机（并联-起动）在电池中简单储存能量。DC系统的缺点是：发电机和电动机的低效电刷以及复杂的开关设备。新技术提高了系统-内置整流器的无刷交流发电机供应直流电。DC/AC转换为交流电转换器

直流电机的原理-要么发电机或电机。

直流电机是发电机还是电机最简单的形式需要旋转缠绕在磁铁内。绕组接收交流电压和当绕组已经转过1800时集电极改变极性，输出是脉冲直流。

对于直流电动机的直流电压转子每半转一回使转子的磁场扭矩在一个方向上继续。

对于更大的机器，电磁铁在绕组内旋转，产生交替的电流。磁铁通过电力通电，使每一个磁场都会颠倒过来一半，定子电压是整流的直流电压。

1.1.1不间断电源供应（UPS）

DC的调制解调器应用是不间断电源（UPS）单元。这种装置将改变电流转换成存储在电池中的直流电。

这些设备经常被用作计算机的电力供应单元，在那里电力中断或低压可以导致数据丢失或程序中断。根据系统类型的不同，这可能会导致伤害或危险的情况。

UPS机组容量有限，通常不超过半小时。在此期间，正常功率供应必须恢复或计算机系统已经保存了信息并安全地关闭了程序。

1.2交流电（AC）

单相交流电是双导体系统，其中一个导体具有正电荷，然后是负电荷。

正弦波是与时间交替充电的理想图形。另一个导体是地球。

每秒完整的正弦波（周期）数称为频率，以赫兹（Hz）表示。能量电荷沿着带电导体在两个方向上移动，在一个方向上移动一半，一段时间，另一半则反向。交流电在发电机中产生。

交流电是通过旋转通电的直流电或永久磁铁而产生到绕组中的正弦形电压。最简单的形式是自行车发电机，其中永磁体在绕组内产生旋转，产生与速度成比例的交流电压。此外，频率与磁体的RPM成比例。对于一个简单的发电机来说，电压随着速度增加并不重要;它只影响灯泡的寿命。对于更敏感的设备等作为发光二极管灯，电压必须用控制电路来稳定。

无触点式

在自然界中，与直流相反，交流不存在。

原理交流发电机。在这个例子中，没有开关收集器，但滑环收集电压转子连续。在磁铁内旋转的线圈产生电力;转动180度后电压变得反向等等。在线圈内是否转动线圈是在磁体内还是在磁体内转动没有任何区别。

原理图显示磁性的基本知识，在磁体内旋转的线圈产生电压，磁体内的通电线圈产生扭矩。原理直流发电机和主要交流发电机是非常类似。

1.2.1交流发电机

从基本的自行车发电机进入单相交流发电机，它是一个小步。

电压必须保持恒定，一个负载范围来保护用电器。例如，一个10％的过电压一个简单的灯泡提供20％以上短时间内还要照亮20％寿命更短。10％的欠压表明清楚根据白炽灯可见的变化灯泡。用于荧光灯的光输出保持在同一水平，但是卤素灯显示出很大的差异在照明水平。生活是倒置的与电压成正比。因此电压控制是必需的。

创造更大的电量电源，永磁转子在强度和尺寸上是有限的，已被电磁转子取代。

这是一个由DC电流产生磁场的旋转线圈从外面通过线圈，通过滑动触点称为滑环旋转轴。再次，这些触点即滑环和电刷，需要更多维护。

大型发电机在生产过程中的定子 大型发电机在维修过程中的滑距环

滑环是安装在转子上，与线圈连接。滑环通过自动电压调节器(Avr)的固定碳刷提供直流电源。

滑环和刷子以及所需的维护已被励磁机所取代。

励磁机是一种旋转变压器，具有固定的初级绕组，其二次绕组安装在与最终发电机相同的轴上。固定磁铁是由直接供电的电磁铁。电流电压。直流电压由自动电压调节器(AVR)控制。

在二次绕组中，激振器转子绕组(5)产生交流电压。旋转线圈中的这个电压被整流(通过整流器或二极管产生直流)。(6)只允许一个方向的电流)。这种直流电被输入发电机(转子3)的转子极，产生强电磁铁。(7)

一般来说，启动岸基发电机的初始电源来自外部电源。

为了使船舶的发电机独立于任何外部来源，在轴(旋翼-i)上安装了一些永磁体(2)，在一个小型固定初级起动线圈(3)中产生交流。

这个线圈为AVR提供启动电力。

这是在AVR和直流输出的校正和控制激励器(4)的固定初级绕组。

AVR还具有电压和电流互感器的输入，并控制发电机的总范围内的电压。电流互感器的输入使AVR保持稳定。短路电流一段短时间，使开关柜能够检测故障，并在定子内部使用强永磁体作为转子，关闭交流发电机，形成交流c。电流与频率和电压成正比的转速。

2.永久磁铁。 3.一次线圈，产生交流电。4.定子励磁机绕组，交流从3，整流在AVR使这个线圈(4)一个磁铁。5.励磁机转子绕组，引出更强的交流电。6.旋转二极管将AC整流到DC。7.直流使转子磁极(7)供电到强电磁铁。8.旋转强电磁铁使定子绕组产生三相旋转电压(8).永磁体的新一代是如此强大，他们可以在定子产生非常高的电压。在机器上直接整流三相旋转电流，输出是直接的。电流与RPM成正比的电压。这使得这些发电机适合作为电池充电器和直流电源可以储存在电池中而不需要额外的设备。

1.2.2接电装置，开关设备

交流允许简单的开关设备，因为在每一个周期中，电压从零到最大值，然后回到零，当触点打开以停止电流时，电弧就会产生。在零电压时刻自我熄灭。

如果触点之间的距离仍然相对较小，电弧可能再次点燃。有时，这是一个重复的动作，在打开一个接触，直到距离太大。让电弧再次点燃。

通过设计吹气或拱腔来熄灭电弧，吸收电弧的能量，可以改进这一工艺。此外，还开发了快速开关设备，以扩大区域范围。使触点之间的电弧不会再次点燃。这些被称为限制器，允许在更高的电流下应用。

对于旋转，交替行，同样的原则适用。

交流电是一种非常适合于照明、加热和开关信号的能量传输介质。一旦涉及到旋转，就需要一个辅助绕组来定义旋转方向。因此，小型电动机有一个辅助绕组来定义正确的方向启动。

早期的交流发电机是单相的。意即定子线圈的两端是逐个开发电压。单三相交流电给电池充电电机中的电磁铁每次两次革命，每次颠倒磁铁的南北极。

旋转电流系统

发电机的直流磁铁现在在定子内部旋转，定子由三个绕组组成，间隔120度，按绕组顺序产生三个交流电流。这旋转电流使使用电动机成为可能，没有集电极和电刷，定子有相同的1200间隔绕组。这个转子被简化为一个短的笼子短路棒而不是绕组，称为鼠笼式转子。

这个三相系统的另一个优点是，当负载在两相之间均分时，三相电流之和为零.

连接绕组的星点之间的电缆)所谓的星点导体可以被删除或减少。该系统广泛应用于船舶和岸上。

松鼠笼电机很简单免维护。没有碳刷，因此不必保养

当电流之和不是零时，中性点或星点导体就被加载。一般情况下，负载在三个相位上尽可能平均地分配，而星点导体是没有的。相当于相导体尺寸的一半。

1. 电气装置

船舶电气装置的三大特点是：完备、冗余、在有限的空间内共同工作。

2.1完整性

船舶上的电气装置包括所有类型的自动化、通信(内部和外部)、航海和n类的配电和开关设备的全部发电范围。

2.2过多，过剩

船舶电气系统和岸上电气系统的基本区别是，船舶必须自给，至少要到下一个停靠港。这意味着备用设备是我在飞机上停了下来。对于不太重要的设备，每一部件都有修理的备件。所需的冗余量是根据船舶的用途和对WILIC的航行情况而定的。这艘船是故意的铺设管道的容器，在那里停电可能导致0损失的管道，有更多的备用发电机，并连接到两个独立的配电板，比一个简单的港口拖船。船在沿海、内陆或内陆的海上航行所需的备用设备要比在海上停留数月甚至一年的船只少。

驾驶室

对于照明，通常三个可用阶段中的一个阶段用于中性/零/。相间电压400伏特，一相零地电压230伏特。三相网与照明网之间不需要变压器，可用于电机和照明网络之间。

当照明网络是广泛的，点是均匀分布在这三个阶段，导致相似的负荷每一阶段。在岸上，照明点的数量如此之多，以致于相位。都是同样的负担。在船上，差别可能很大。

冗余是指在某一部件或系统出现缺陷时，必须在船上保证连续运行的备用系统和部件的数量。这意味着船上的工作人员能够在海上进行修理，所需的备件必须在船上。(这并不只适用于电力系统)。复制设备可由岸上人员维修(重计基地维修)。一台主机可以在减少的负荷下继续使用一个不活动的汽缸运行，直到下一个港口，或者可以由船员在海上用船上可用的部件进行修理。

2.3电磁兼容性

EMC包括确保设备和系统在船舶环境中不相互干扰或不相互干扰。

由于船舶空间的限制，电磁兼容性的获取更加困难。

自动化和通信设备的安装(发电、配电、变电、大功率变流器等)的完备性，使其比岸上更加复杂。

国际电工委员会60945中TC 80对导航和航海设备的要求作了规定。根据上述标准批准的导航和航海设备，适用于船的环境。

此外，敏感设备经认证可在规定的环境内正常工作，并对其他设备进行测试，以确保其不辐射或传递高于所接受的l值的信号值。

这仅适用于与测试

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