永磁设备——为船舶带来更高效率、可靠性及灵活性
迄今为止，永磁电机已在许多领域取得了巨大的成功并赢得了客户的青睐，如分布式发电、电梯和混合动力汽车等行业。 然而，在海事行业，由于业内对于永磁技术的观望态度，船舶发电领域中传统技术仍然占优势。下面我就讲讲永磁发电机相比于传统技术能够为船舶带来的不胜枚举的好处。
船舶发电系统的近况
船舶发电通常由单独的辅助发电机组或通过齿轮箱或直接连接在主机上的轴带发电机完成。 辅助发电机组的优点是在恒速模式下驱动时不需要电力电子设备进行变频。 然而，与主机相比，辅助发电机组需要更高标准的燃料，并且在没有额外设备的情况下无法使用更便宜的重油 (HFO)。 另外，他们需要更多的维护。
轴带发电机传统上采用电励磁同步发电机，这种技术是一种选择。 在这种系统中，轴带发电机系统主要包含电励磁同步发电机，它连接到主轴上并且通过变频器或直接连接到船舶电网（如果直接连接只能恒速运行）。电励磁同步发电机系统相当复杂，需要额外的设备，例如无刷励磁机（或滑环）和自动电压调节器 (AVR)。 最重要的是，由于转子绕组中的损耗，它的效率较低。 它们的体积也很大，并且具有很高的转动惯量。
永磁轴带发电机系统——如何带来改变？
在各种解决方案之中，最有光明未来的方案之一就是用永磁发电机代替直接驱动的电励磁发电机。与传统技术相比，永磁轴带发电机具有三个主要优势。
永磁发电机在全部运行范围内通常能够为发电系统带来2-3%的效率提升，从而减少燃油消耗和排放。 这是因为永磁发电机不需要额外的电力来励磁。通常情况下，主机用于带动轴带发电机发电所消耗的燃料费用占了轴带发电机全生命周期成本的95%，这种效率差异会在全生命周期内产生惊人的成本节省。
其次，永磁发电机在机械结构方面要简单得多，因此可靠性更高。 它不需要额外的设备，例如需要维护并有故障风险的滑环装置或AVR。
永磁发电机的第三个好处是惯性和重量极低。 这与简单的转子结构有关。 电励磁发电机的转子通常是实心结构，带有大量的磁场磁极和绕组。 相比之下，永磁发电机的 转子实际上是一个空心钢圆柱体，其表面固定有磁钢。 这些特性对整个轴系的动态性能，包括船舶的扭转振动和设计灵活性有直接的积极影响。
要了解有关这些优势背后的技术的更多信息，可以参考斯维奇网站（www.theswitch.com）上以往我的文章中关于永磁设备在直驱轴带发电机系统中应用的更多详细说明。
变频器提供效率
斯维奇的传动系统为永磁轴带发电机配备了变频器，让两者完美结合，浑然一体，在优化发动机和螺旋桨效率方面提供了最大的自由度。 变速运行的主轴与可控桨距螺旋桨相结合 —— 被称为“组合模式“ ——可实现最佳的整体效率，因为主机和螺旋桨的效率可以根据负载条件分别进行优化。 这也有助于满足日益严格的排放法规，例如 IMO Tier III。
安川电机环境能源中心的斯维奇系统的领先优势
斯维奇系统已经有超过80套直驱轴带发电机应用在各类船舶中，适用于各种船型，例如成品油轮、汽车运输船和 LNG/LPG 运输船。船级社对该系统非常认可，有多台设备已经投入运营。 由于客户的对于功率要求逐渐加大，我们的已设计了功率超过 5 MW 的新型轴带发电机。
安川环境能源中心/斯维奇还在芬兰拉彭兰塔建立了世界一流的电力传动系统测试中心，可测试功率高达15 MW的设备。
Jussi Puranen