概述

轴带发电机的优点

轴带发电机的缺点

轴带发电机系统

概述

船舶轴带发电机系统简称轴发系统或轴机系统，是由主机驱动船舶发电机，利用主机富裕功率达到节能的目的，在7 0年代初，中东石油危机后得到迅速发展。采用主机轴带发电，早在直流电制时代各国在中小型船舶上就已应用。随着电力电子技术的发展，轴带发电装置作为节约运行费用及改善机舱管理运行条件的有效手段，以其特有的优越性引起了各国造船界和航运界的重视。

轴带发电机的优点

1、降低了燃油消耗量

通常船舶主机的功率都有10%以上的裕量，而船舶上所安装的发电机容量却不会超过这个数值，并且主机效率也比常规的柴油辅机发电机高，因此理所当然的优先考虑轴带发电机。燃油耗费大约占船舶营运费的5 3%左右,燃油的节约立即显示出巨大的经济效益。

2、减少了昂贵的轻柴油消耗

船舶主机一般都采用价格较低的重油，而柴油发电机大多使用轻柴油作燃料，轻柴油要比重油贵2倍以上，使用轴发后，使轻柴油的用量大为减少。

3．降低了维修费用和延长了维修周期

船舶在海上航行时，由轴带发电机供给全船所需电能，仅在停泊或在复杂航道中才需要辅助发电机组投入运行，轴发的维修工作量要比辅助柴油发电机组要少得多，维修周期又长得多，使船舶的运行管理得到了简化。

4．改善了工作环境和条件

装有轴发装置的船舶能配备较小容量的辅机，有利于扩大机舱的空间、降低机舱温度并减少了机舱的噪声。

5．减少滑油消耗

船舶在航行中不使用辅柴油发电机组，减少其消耗的滑油。

6．有利于机舱布置

由于辅助柴油发电机组总工作时间缩短，故可以选用较高速的柴油发电机组；使用轴带发电机时，往往会减少一台辅机，故节省了占用机舱空间。

轴带发电机的缺点

采用轴带发电机系统也会带来一些不利因素：

1．在停泊或港口装卸货工况时，因主机不工作，故轴发不能供电，船舶仍需装置一定功率的柴油辅机。

2．对于采用交流电制的大多数商船，大多采用主机转速可调的中、低速柴油机，为了保证电网系统频率的恒定，使控制系统变得复杂，相应地使管理人员的技术水准要求提高。

3．初次投资大，虽然这一部分投资会从年运行费的节余中得到补尝，但补尝年限随轴发的功率和船舶航行工况所占比例而有所变化。一般来说，在五年之内，年营运费的节余已可抵消初投资的增加部分，有的经常航行并采用较大功率轴发系统的船舶，在短期内即可收回成本。因此，采用轴发系统仍有发展前途。

轴带发电机系统

随着船电交流化，在国内外商船上，已很少见到使用直流电制的船舶，因此在研究轴发分类时，一般不包括直流轴发。

交流船舶，根据主机的种类，轴带发电机可分为二大类：一类是对使用可变螺距推进器(变距桨)的主机型式；另一类即常见的使用定距推进器(定距桨)的主机形式。

主轴转速的变化对轴带发电机工作带来的影响是轴带发电机的一个主要技术关键问题。在变距桨船舶上工作的轴带发电机固然不存在这个问题，但为了保持主机恒速旋转，螺旋桨不能工作在最佳曲线上，螺距的变化又降低了推进效率，而且变距桨比定距桨昂贵得多。因此，一般不因轴带发电机使用方便而选用调距桨。

推进器为定距桨时，船速是通过改变主机转速来控制的。在这种情况下，要获得频率恒定的交流电源，就必须设置带有转速或频率补尝的轴带发电机。转速补尝型式有：电磁滑联轴节、油压多板离合器滑差联轴节式、行星齿轮变速式及渥特—列昂那得式等；频率补尝的型式有：可控硅逆变器式、克雷默方式及谢非尔毕斯式等。

各种型式轴带发电机的比较见表6.2.1所示.

表6.2.1轴带发电机装置类型及优缺点

螺旋桨型　频率或转速补偿　补偿装置型式　发电机型式　优 缺 点

输出频率补偿性能　效率　价格　
　
　
　

变距浆　不 用　-　通用恒频同步发电机　不能与其他发电机并联运行　高　如包括变距浆的费用，就最高

定距浆　转速补偿　电磁滑差联轴节　同上　一般 补偿范围小　低* 滑差损失大　中 增速机费用+联轴节费用

油压多板离合器滑差联轴节　同上　同上　低* 同上　同上　
　

齿轮变速式　同上　不良 不能并联运行，补偿范围小　高　低　
　

渥特—列昂那得式　同上　最良　中 三种旋转机的损失　最高 轴带发电机+变换器直流电动机+控制装置　
　

频率补偿　可控硅逆变器式　变频同步发电机　最良　中 两种旋转机的损失　高 轴带发电机+变换器+控制装置　

克雷默式　异步发电机　良 补偿范围小　中 同上　高 轴带发电机+变换器直流电动机+控制装置　
　

谢非尔毕斯式　同上　良 同上　中 同上　高 轴带发电机+变换器+控制装置　
　

*由于滑差损失全部以热的形式发散，故节能效果差（总效率为50%左右）