如今，各行各业都很注重排放污染问题，因此，如果有能降低燃料消耗并因此减少温室气体排放的技术，将是个好消息。
安川环境能源中心 / 斯维奇在 2021 年夏季进行的一项研究，量化了LNG和LPG等使用二冲程主机带动低速抱轴式永磁发电机发电的船型上的永磁发电机效率，结果令人印象深刻。
不断增长的市场需求
改用永磁发电机将效率提升到一个全新的水平——航运业越来越认识到这一事实。
截至 2021 年 10 月，我们已售出 120 多套各种框架尺寸的直驱永磁轴带发电机系统，为大型 LNG 和 LPG 运输船供货的未完成订单在不断增加，其它类型的船舶的订单也在增长。
永磁设备的效率
比较 1.8 MW 变流器输出系统中感应电机和 永磁电机的效率，研究结果表明感应电机需要高出约 23% 的变流器电流容量，从而导致显着的电气损耗并需要更大的变频器。 与永磁设备的 96.1% 相比，其满载效率仅为 92.9%。 在部分负载下运行时，效率也有类似的显着差异——从 3% 到 8% 不等。
无论负载如何，感应电机都需要来自电网的恒定外部电力磁化发电，这严重影响了部分负载时的效率。 相比之下，永磁电机在部分负载运行时通常具有最高效率。
显著降低成本
让我们看看这些效率差异如何转化为资金上的节省，使用以下假设参数：
- 平均输出功率为标称值的 75%
- 每年运行6,000小时
- 主机平均燃油消耗率为 170 g/kWh
- 每吨燃油价格 555 美元
当使用永磁电机时，LNG运输船为双机双桨配置，每条推进轴系都配备 1.8 MW 轴带发电机系统，按照这样计算，通过降低燃料消耗每年可节省约 70,000 美元。 25 年的船舶生命周期将节省近 200 万美元的总燃料。 确切的节省金额当然还取决于运营情况、年运行小时数、主机平均燃油消耗率为和燃料价格。
换句话说，在需要低转速的情况下，使用永磁技术代替感应电机可以显着提高能源效率，降低船舶的碳足迹——并通过节省大量燃料和降低生命周期运营费用 (OPEX) 来提高运营商的利润率。
永磁设备如何发挥作用？
那么永磁电机究竟如何发挥作用呢？
抱轴式发电机的标配是电励磁同步发电机或有时是带有鼠笼转子的感应电机。 但是，当效率和较低的燃料消耗至关重要时，两者都存在运营缺陷。
电励磁同步发电机效率介于 永磁电机和 感应电机之间，我们未做研究，因为它的特性已经众所周知。 除了效率较低外，其主要缺点是机械结构更复杂，从而导致可靠性降低和维护需求增加。
励磁电机的主要缺点是需要恒定的外部电力用于励磁。 这会导致几个缺点，例如：
- 低效率
- 由于励磁电流较大，变频器较大
- 较低功率密度以避免由于更高的损耗而导致过热
- 大尺寸定子和转子，增加了总重量（和成本）
现在我们来看看永磁电机在这方面的比较优势：
- 无需外部电力励磁
- 转子上无电流损耗
- 功率密度可以推得更高，使永磁电机尺寸更紧凑、重量更轻
非常适合低速应用
这就是为什么大型 LNG 和 LPG 运输船使用抱轴发电机时，会将永磁发电机作为标配的原因。永磁技术是未来船舶电力系统的趋势！
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