电动船的原理「船舶电推」

今天带来电动船的原理「船舶电推」，关于电动船的原理「船舶电推」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

前段时间我写了军舰的”核动力装置“，就有人说：都什么年代了，现在都全电推了；我写个”燃气轮机“又有人说：还燃气轮机啊！人家国外都已经全电推了；然后我又写了... ...，又有人说： ... ...XXX电推了，我真的是... ...。说实话通过有些人张口电推，闭口都是“电推”可以看出，近年来随着“电推”的大热，以及媒体的报道，“电推”早以深入人心了。这本来是好事，只是有些人只是知道“电推”这个词而已，对于“电推”是什么，连个最基本的概念都没有，所以这让我想写点什么了。我的目的很简单，就是想让大家对“电推”有个最基本的概念就算达到目的了。

马院士的无轴泵喷对“电推”的推广起到了很大的作用

其实“电推”并不是什么新技术了，早在19世纪末国外就开始以蓄电池为能源的电推研究，这就和当下大热的新能源汽车差不多。不过受限于当时蓄电池的技术，以及海上充电的难度，新能源的船舶显然不现实，所以几乎没应用。不过近年来貌似我国又开始大力发展“新能源船舶”当时媒体还大肆报道过“新能源船舶”的下水了，只是后来又没有消息了。这是不是一场骗局，又或者政治的产物就不得而知。

新能源汽车

而在20世纪初，随着当时舰船的日益大型化，动辄上万吨的战舰，如果采用传统的推进装置，长达几十米甚至上百米的传动轴以及大型减速装置对于当时的制造条件来说，是非常困难的。为了解决这个问题，工程师们就想出了可以利用原动机驱动发电机发电，再通过配电变频系统把电分配给电动机，最后电动机驱动螺旋桨推动船舶前进的”电力推进“方案。这样就省去了中间传动轴和大型减速装置，降低了制造难度。所以当时很多大型舰船都采用了电力推进系统。就比如美军二战前建造的”列克星敦级航空母舰“就是采用的”电力推进系统“。

列克星敦级航空母舰

还有在潜艇领域，“电推”也一直都有在应用。

潜艇

其实关于”电力推进系统“的原理，刚才就已经讲出来了，它的基本原理就是：通过原动机驱动发电机发电，再通过配电变频系统把电分配给电动机，最后电动机驱动螺旋桨推动船舶前进。简化后的原理路线就是：原动机➞发电机➞配电变频系统➞电动机➞螺旋桨。下图是英国”45型驱逐舰“的电推系统原理图，它通过两台燃气轮机（GT）,两台柴油机（DG）作为原动机驱动发电机发电，再由电带动两台20MW的电动机驱动螺旋桨推动船舶前进。（注：45型驱逐舰采用的是”综合电推“方案，在这里为了简化，所以不讲其Ship"s Services部分 ）

45型驱逐舰的电推系统原理图

这样我们就可以理解为：”电力推进系统“其实就是利用柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、核动力装置等原动机驱动发电机发电，然后用电驱动电动机带动螺旋桨的装置。那么稳定而可靠的原动机，也就成了”电力推进系统“中非常重要的一部分了。也就是说，那些瞧不上柴油机、燃机轮机等原动机，张口电推，闭口都是”电推“的网友们，你真的了解船舶“电推”吗？

中高速柴油机常作为，民用“电推”船舶的原动机

当然通过”电推“的原理我们就能发现，其实电推存在一个很大的缺陷：从机械能到电能，又从电能到机械能，能量经历了多次转换的，所以其效率不如轴系传动的传统推进装置，这也就是为什么在轴系和大型减速装置加工制造技术取得重达突破后，大部分船舶又回到了传统的推进装置的原因。

现在的船舶大部分还是轴传动

不过”电推“也不是一无是处，在一些工程船舶和特种船舶领域还是有很大的应用的。咱们就以“耙吸挖泥船”为列，为了满足自航条件，船舶需要设置主机；而为了满足挖泥条件，因为泥泵的功率很大，所以要设置大功率的“电站”。“耙吸挖泥船”在耙吸作业时，船舶的航速不高，主机只需很小的功率就能满足要求了，这样主机就有很大部分功率浪费了；而在航行状态下，因为泥泵不工作，那么大功率的“电站”也就浪费了。如果我们采用”电推“方案，在耙吸作业时我们把小部分电给推进系统，大部分电给泥泵；而在航行时我们又把全部的电力给推进系统，这样就解决了“功率闲置”的问题，大大提高了效率，也降低了船舶的装机功率，节约了成本，还简化了系统，提高了可靠性。

挖泥船工作

当然近年来随着”电推“领域众多关键性技术（比如高效率的发电机和永磁电机等等）取得巨大进步，以及军舰越来越智能化，信息话，加之各种用电“大户”（比如激光炮、电磁炮、电磁弹射器等)的上舰应用，让军舰对电力的需求越来越高了，所以未来军舰“综合电推”（全电推）化已是大势所趋了。

英国的航母采用的是“综合电推”方案

其实“电推”是非常复杂的，一篇两篇文章是讲不清楚的，所以后面我还有《电推技术的优劣势》、《综合电推是什么》、《我国未来航母与电推》、《无轴泵喷是什么》等一系列有关“电推”的文章。不过我只有空闲时间才写东西，所以更新可能有点慢，而我又不好意思叫大家关注我，所以如果有对“电推”感兴趣的小伙伴，记得有空常过来看看哦。

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作者：小船人的梦想 2018年9月17号