軸帶發電機

船舶軸帶發電機系統簡稱軸發系統或軸機系統，是由主機驅動船舶發電機，利用主機富裕功率達到節能的目的。在70年代初，中東石油危機後得到迅速發展。採用主機軸帶發電，早在直流電制時代各國在中小型船舶上就已套用。隨著電力電子技術的發展，軸帶發電裝置作為節約運行費用及改善機艙管理運行條件的有效手段，以其特有的優越性引起了各國造船界和航運界的重視。

基本介紹

• 中文名：軸帶發電機
• 外文名：axle generator
• 簡稱：軸發系統或軸機系統
• 目的：利用主機富裕功率達到節能的目的
• 優點：降低燃油消耗量等
• 缺點：控制系統變得複雜等

介紹

隨著船電交流化，在國內外商船上，已很少見到使用直流電制的船舶，因此在研究軸發分類時，一般不包括直流軸發。

交流船舶，根據主機的種類，軸帶發電機可分為二大類：一類是對使用可變螺距推進器(變距槳)的主機型式；另一類即常見的使用定距推進器(定距槳)的主機形式。

主軸轉速的變化對軸帶發電機工作帶來的影響是軸帶發電機的一個主要技術關鍵問題。在變距槳船舶上工作的軸帶發電機固然不存在這個問題，但為了保持主機恆速旋轉，螺旋槳不能工作在最佳曲線上，螺距的變化又降低了推進效率，而且變距槳比定距槳昂貴得多。因此，一般不因軸帶發電機使用方便而選用調距槳。

推進器為定距槳時，船速是通過改變主機轉速來控制的。在這種情況下，要獲得頻率恆定的交流電源，就必須設定帶有轉速或頻率補嘗的軸帶發電機。轉速補嘗型式有：電磁滑聯軸節、油壓多板離合器滑差聯軸節式、行星齒輪變速式及渥特—列昂那得式等；頻率補嘗的型式有：可控矽逆變器式、克雷默方式及謝非爾畢斯式等。

比較

各種型式軸帶發電機的比較見表所示.

螺旋槳型	頻率或轉速補償	補償裝置型式	發電機型式	優 缺 點
				輸出頻率補償性能	效率	價格
變距漿	不 用	-	通用恆頻同步發電機	不能與其他發電機並聯運行	高	如包括變距漿的費用，就最高
定距漿	轉速補償	電磁滑差聯軸節	同上	一般 補償範圍小	低* 滑差損失大	中 增速機費用+聯軸節費用
油壓多板離合器滑差聯軸節	同上	同上	低* 同上	同上
齒輪變速式	同上	不良 不能並聯運行，補償範圍小	高	低
渥特—列昂那得式	同上	最良	中 三種旋轉機的損失	最高 軸帶發電機+變換器直流電動機+控制裝置
頻率補償	可控矽逆變器式	變頻同步發電機	最良	中 兩種旋轉機的損失	高 軸帶發電機+變換器+控制裝置
克雷默式	異步發電機	良 補償範圍小	中 同上	高 軸帶發電機+變換器直流電動機+控制裝置
謝非爾畢斯式	同上	良 同上	中 同上	高 軸帶發電機+變換器+控制裝置
*由於滑差損失全部以熱的形式發散，故節能效果差（總效率為50%左右）

優點

降低燃油消耗量

通常船舶主機的功率都有10%以上的裕量，而船舶上所安裝的發電機容量卻不會超過這個數值，並且主機效率也比常規的柴油輔機發電機高，因此理所當然的優先考慮軸帶發電機。燃油耗費大約占船舶營運費的5 3%左右,燃油的節約立即顯示出巨大的經濟效益。

減少輕柴油消耗

船舶主機一般都採用價格較低的重油，而柴油發電機大多使用輕柴油作燃料，輕柴油要比重油貴2倍以上，使用軸發後，使輕柴油的用量大為減少。

降低維修費用

船舶在海上航行時，由軸帶發電機供給全船所需電能，僅在停泊或在複雜航道中才需要輔助發電機組投入運行，軸發的維修工作量要比輔助柴油發電機組要少得多，維修周期又長得多，使船舶的運行管理得到了簡化。

改善工作環境

裝有軸發裝置的船舶能配備較小容量的輔機，有利於擴大機艙的空間、降低機艙溫度並減少了機艙的噪聲。

減少滑油消耗

船舶在航行中不使用輔柴油發電機組，減少其消耗的滑油。

有利於機艙布置

由於輔助柴油發電機組總工作時間縮短，故可以選用較高速的柴油發電機組；使用軸帶發電機時，往往會減少一台輔機，故節省了占用機艙空間。

軸帶發電機的缺點

採用軸帶發電機系統也會帶來一些不利因素：

1．在停泊或港口裝卸貨工況時，因主機不工作，故軸發不能供電，船舶仍需裝置一定功率的柴油輔機。

2．對於採用交流電制的大多數商船，大多採用主機轉速可調的中、低速柴油機，為了保證電網系統頻率的恆定，使控制系統變得複雜，相應地使管理人員的技術水準要求提高。

3．初次投資大，雖然這一部分投資會從年運行費的節餘中得到補嘗，但補嘗年限隨軸發的功率和船舶航行工況所占比例而有所變化。一般來說，在五年之內，年營運費的節餘已可抵消初投資的增加部分，有的經常航行並採用較大功率軸發系統的船舶，在短期內即可收回成本。因此，採用軸發系統仍有發展前途。