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    丹佛斯變頻器助力純電動推進快艇“長江航道電001”

    時間:2022-01-04    作者:津信變頻    點擊:
    “嘟--嘟--”,2020年1月16日上午,隨著兩聲響亮的汽笛聲,長江上首艘通過CCS系統認證的18米級純電動推進航道維護快艇——“長江航道電001”正式下水服役,標志著長江航道生態環保建設又添新兵。

    “綠水青山就是金山銀山”,中車永濟電機公司與長江武漢航道局為貫徹長江流域綠色發展理念,確定以18米級的純電動航道快艇作為試點來推進綠色船舶可持續發展。

    該船總長18.9米,航區為內河B級航區。主要服務于長江中游河段,用于長江航道巡查、航標巡檢兼顧測量等工作。本船船體為全鋁合金結構,配備了總容量約1300kWh的蓄電池,最高航速為21.5公里每小時,可全速續航5小時,同時支持交流380伏和直流750伏雙電制充電,快充4小時可續航130公里,完全能夠滿足作業需求。區別于傳統船舶,該船采用磷酸鐵鋰電池電源驅動、雙全回轉舵槳推進,配置了生活污水艙、生活污水泵、垃圾收集裝置等多種防污染措施,不產生油污水,“ 零污染、零排放、無噪音、低振動”,它的正式裝備將加快長江航道維護方式轉型、有力助推長江綠色生態建設。



    該船由中國最大的軌道交通電機電器生產企業-中國中車永濟電機有限公司整體研發制造,長江船舶設計院進行整船設計,整船在武昌船舶重工集團武昌基地制造并在各設備供應商配合下進行制造、調試和試航。由于該船設計立項為國內第一艘新能源純電動船,因此對整個系統的挑戰非常大,沒有任何可借鑒的經驗,因此對整船動力系統、舵槳系統、推進系統、配電系統、輔助系統及網絡通訊系統提出了非常高的要求;最值得一提是該項目中使用的是新型直流配電系統,更具有電能調節方便、節能提效、模塊化、智能化特點,諸多優勢使其成為船舶領域的新興技術;但相比于傳統的交流配電系統對該種配電方式也面臨諸多技術瓶頸。因此對變頻電源等核心元器件帶來巨大的挑戰,丹佛斯傳動憑借產品的優越的性能及穩定的質量打動了制造商及使用者,對動力系統、推進系統、配電系統及輔助系統進行了強有力的支持。




    Danfoss 完美驅動新能源船舶


    在此次項目方案中,丹佛斯旗下的NXP系列和Editron系列產品為整船的電能控制及推進驅動提供理想的解決方案。

    在此方案中可分為能源部分和動力部分,能源部分實現整船的電能控制,動力部分實現船舶的行進控制,NXP系列中的共直流母線產品為電池提供DC/DC變流器,交流岸充及輔助電源控制;而Editron則給該船提供了開關磁阻電機和推進逆變器作為船舶前進的解決方案。

    船舶航行時,可通過NXP系列中的DC/DC變流器控制電池進行放電維持直流電網,此時推進系統通過逆變器來控制推進電機的運行,通過輔助電源逆變器,來為船上其它用電設施供電,保證整船的順利運行;船舶在減速制動時,通過DC/DC 變流器的充電功能將制動能量回饋至電池,實現能量循環利用;在船舶靠岸時,通過采用交流充電裝置或直流充電裝置來對電池進行充電。

    推進電機由逆變器來控制其轉速,在船舶航行時,舵槳系統根據駕駛員的指令來控制推進逆變器,而推進逆變器則根據指令輸出相應的頻率來改變電機的旋轉速度來改變船舶航速。

    Danfoss 傳動在綠色船舶應用中的優勢

    與傳統船舶動力驅動相比,電推船具有效率高、速度響應快、維修方便等優勢,但由于電動船舶運行的特殊性,必須保證整船運行的高可靠性;該船設計結構緊湊,安裝空間狹小,對變頻驅動單元及推進電機的功率密度要求非常高。丹佛斯NXP和Editron產品在船舶應用中具有以下優勢:


    DC/DC變流器快速響應及動態調整
    通過專用的軟件控制功能實現高開關頻率,并配有儲能電抗器,實現對電池充放電及BUCK和BOOST控制功能。

    高效的冷卻方式
    根據船體各部位環境的不同采用不同的冷卻方式,即滿足船舶安裝的要求又考慮到經濟效益。
    1,推進系統采用水冷循環,DC/DC變流器
    2,生活電源及交流充電裝置采用空冷,

    低諧波污染
    針對該電動船使用航線特點,提供交流充電樁滿足其充電靈活性,丹佛斯AFE產品采用四象限整流技術,可為電池靈活提供相應的直流充電電壓,并且可將對岸上電網的污染降低至最小。

    優異的電氣控制性能
    NXP系列的DC/DC變流器具有多種控制方式:
    1,恒流充放電、恒壓充放電及恒功率充放電;
    2,生活電源系統可提供不同制式的電壓等級;
    3,丹佛斯EDITRON 永磁同步磁阻輔助電機,該種電機功率密度大、輸出轉矩范圍寬、功率因數高、低速性能好等優點,特別適合船舶牽引類驅動;
    4,配備Editron的專用逆變器并同舵槳系統的配合,可實現整船行進的控制。

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