羅殿軍，龔希武

（浙江海洋學(xué)院船舶與海洋工程學(xué)院，浙江舟山　316022）

·研究簡報(bào)·

近海漁業(yè)資源調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

羅殿軍，龔希武

（浙江海洋學(xué)院船舶與海洋工程學(xué)院，浙江舟山316022）

以漁業(yè)資源調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)為主要研究對象，通過對目前科考船、漁船較為普遍使用的推進(jìn)方式研究，并結(jié)合漁業(yè)資源調(diào)查船的其他調(diào)查功能要求，進(jìn)行科學(xué)對比和研究，以期為漁業(yè)資源調(diào)查船選取最為經(jīng)濟(jì)、安全的推進(jìn)方式，滿足科學(xué)調(diào)查的需要。

漁業(yè)資源調(diào)查船；推進(jìn)系統(tǒng)；PTI工況；設(shè)計(jì)

漁業(yè)資源調(diào)查船是一種專門用于漁業(yè)資源調(diào)查和評估的科考船。此類船舶主要是為服務(wù)漁業(yè)資源、漁場生物環(huán)境、漁獲量、資源量評估這四大項(xiàng)的科學(xué)研究服務(wù)的［1］，是一種具有配合以上研究所需的專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，既具有包括一般綜合調(diào)查船的海洋物理、海洋化學(xué)、海洋生物方面的專業(yè)調(diào)查功能，還具有專業(yè)的漁業(yè)拖網(wǎng)功能的科學(xué)調(diào)查船。

因近海漁業(yè)資源調(diào)查船兼具綜合的海洋調(diào)查能力的科考船，又兼具拖網(wǎng)漁船的捕撈功能。故該船在船型、船舶艙室布置，均有特殊的要求，尤其是輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)械配置上，需要船舶在出航、返航和轉(zhuǎn)移漁場時(shí)具有較高的自由航速，又要求在拖網(wǎng)時(shí)具有較大的拖力。在現(xiàn)階段，漁業(yè)資源調(diào)查船此類作業(yè)方式，推進(jìn)形式主要以單主機(jī)調(diào)節(jié)槳的推進(jìn)形式較為普遍。然而，單主機(jī)的推進(jìn)模式，對于科考船的特殊性和船舶安全性考慮，還是存在欠缺。如何能使在不用投入較大資金的情況下，使該船的推進(jìn)系統(tǒng)可以滿足科學(xué)調(diào)查的需要和船舶安全運(yùn)行需要，為本文研究的主要方向。

1　相關(guān)船型推進(jìn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

漁業(yè)資源調(diào)查調(diào)查船兼具漁業(yè)拖網(wǎng)功能和海洋綜合調(diào)查功能，是一種綜合的漁業(yè)科考船。該船型推進(jìn)方式需兼具科考船和拖網(wǎng)漁船的特點(diǎn)。

1.1國內(nèi)科考船推進(jìn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

國內(nèi)遠(yuǎn)洋及近?？瓶即话憔褂每烧{(diào)槳類型的推進(jìn)形式，一般為雙機(jī)雙槳，主機(jī)并配有電子調(diào)試裝置，可以達(dá)到主機(jī)和槳的功率最好匹配。近來，新建的遠(yuǎn)洋科考船也有使用統(tǒng)一電站，以電力來作為推進(jìn)方式的，如2013年建造的“向陽紅10”號科考船，有三臺發(fā)電機(jī)組并車，來實(shí)現(xiàn)船舶的推進(jìn)方式，其組成部分包括原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、配電板、變壓器、變頻器以及推進(jìn)電機(jī)。主要工作方式就是原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電能傳送至配電板，由配電板匯流后分配至全船各用電設(shè)備，另外通過整流還可以給蓄電池充電，使之作為備用電源。有些系統(tǒng)的變頻器采用中高壓供電，因?yàn)樘岣唠妷河欣跍p小推進(jìn)電機(jī)的尺寸和線路損耗，然后在轉(zhuǎn)換過程中按要求對電的頻率進(jìn)行控制調(diào)整把滿足要求的電能送給電機(jī)。該推進(jìn)類型技術(shù)近幾年發(fā)展很快，船舶上應(yīng)用的電力推進(jìn)方式也呈現(xiàn)多種類型，但歸納起來基本可分為五類［2］：1）可控硅整流器+直流電動(dòng)機(jī)；2）可調(diào)螺距螺旋槳+交流異步電動(dòng)機(jī)；3）電流型變頻器+交流同步電動(dòng)機(jī)；4）交-交變頻器+交流同步電動(dòng)機(jī)；5）電壓型變頻器+交流異步電動(dòng)機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：噪音低，適合各種科考工況；運(yùn)行的任何工況，均能保持較高效率，經(jīng)濟(jì)性好［3］。

缺點(diǎn)：電力推進(jìn)系統(tǒng)漁船因增加了較大功率的電機(jī)、變頻器，存在初期造價(jià)高等問題，其功率管理系統(tǒng)供電的連續(xù)性、能量穩(wěn)定平衡性、船舶操縱的機(jī)動(dòng)性以及管理的經(jīng)濟(jì)性也有待進(jìn)一步優(yōu)化［4］。

1.2國內(nèi)拖網(wǎng)漁船推進(jìn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

拖網(wǎng)漁船屬于多工況船舶之一，如何使其在各種工況下都能獲得較好的推進(jìn)性能，一直是漁船設(shè)計(jì)建造和應(yīng)用部門重視的問題。拖網(wǎng)漁船既要求在出航、返航和轉(zhuǎn)移漁場時(shí)具有較高的自由航速，又要求在拖網(wǎng)時(shí)具有較大的拖力，顯然這對于普通螺旋槳或?qū)Ч軜獊碚f都存在著一個(gè)有待充分利用主機(jī)功率的問題。國內(nèi)拖網(wǎng)漁船推進(jìn)系統(tǒng)除新近還處在研究階段的電力推進(jìn)模式外，主要是常規(guī)的柴油機(jī)帶槳的推進(jìn)模式。柴油機(jī)帶槳推進(jìn)模式，主要通過柴油機(jī)、齒輪箱、軸系、螺旋槳等組成的推進(jìn)方式，包括柴油機(jī)+定螺距槳型式和柴油機(jī)+可變螺距槳型式兩種類型。

1.2.1柴油機(jī)+定螺距槳型式

柴油機(jī)+定螺距槳推進(jìn)型式主要有：主機(jī)為一臺高速柴油機(jī)，發(fā)出的功率通過高彈傳遞到齒輪箱，經(jīng)過齒輪箱后，帶動(dòng)軸系，驅(qū)動(dòng)定螺距槳轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生推力使船體克服水阻力前進(jìn)。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，初投資小。

缺點(diǎn)：當(dāng)處于非設(shè)計(jì)工況時(shí)，系統(tǒng)效率低，油耗高［5］。

該類型的推進(jìn)方式因造價(jià)便宜、使用方便，長期以來一直大量應(yīng)用在拖網(wǎng)漁船上。因拖網(wǎng)漁船多工況的實(shí)際情況，經(jīng)長期的實(shí)踐和不斷摸索，在該推進(jìn)型式的基礎(chǔ)上不斷有新的技術(shù)應(yīng)用，主要為：（1）將單速齒輪箱變?yōu)殡p速齒輪箱，克服拖網(wǎng)船航行高速和拖網(wǎng)低速的要求；（2）將開式槳改為閉式導(dǎo)管槳，減輕螺旋槳的負(fù)荷，減少尾流能量損失，提高螺旋槳的效率。

1.2.2柴油機(jī)+調(diào)距槳型式

柴油機(jī)+調(diào)距槳推進(jìn)型式主要有：主機(jī)為一臺高速柴油機(jī)，發(fā)出的功率通過高彈傳遞到齒輪箱，經(jīng)過齒輪箱減速后，帶動(dòng)軸系，驅(qū)動(dòng)調(diào)距槳轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生推力使船體克服水阻力前進(jìn)。柴油機(jī)恒速運(yùn)行，通過機(jī)械式調(diào)距槳機(jī)構(gòu)，調(diào)距螺旋槳的螺距，螺距可正向（正車）和負(fù)向（倒車）調(diào)節(jié)，來達(dá)到船舶的前進(jìn)、后退、停止。

優(yōu)點(diǎn)：任何工況下螺旋槳均能保持較高的效率；柴油機(jī)處在低油耗區(qū)運(yùn)行，油耗低；操縱靈活，正倒車方便。

缺點(diǎn)：調(diào)距機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造技術(shù)要求高，初投資較高［5］。

該類型的推進(jìn)型式因油耗低、操縱靈活，現(xiàn)較多的運(yùn)用在新建的現(xiàn)代拖網(wǎng)漁船上。

2　近海漁業(yè)資源調(diào)查船建設(shè)基本要求

2.1調(diào)查船總體功能

根據(jù)近海漁業(yè)資源調(diào)查的基本要求及研究需要，總體功能應(yīng)包括：

1）船舶主要參數(shù)

船長45 m左右，船寬8 m左右，型深5 m左右，排水量500 t以上，續(xù)航能力4 000 n mile，能連續(xù)航行20 d以上，主機(jī)最大功率約750 kW，乘員（包括船員）30人以上。

2）船舶實(shí)驗(yàn)室功能

該船需集捕撈、調(diào)查、科研于一體，具備能在近海漁區(qū)進(jìn)行大范圍海洋漁業(yè)資源、水文、物理、化學(xué)、聲學(xué)等綜合要素的實(shí)時(shí)、同步探測、分析和處理能力，具備考察數(shù)據(jù)采集、樣品的保真取樣、現(xiàn)場分析能力及信息傳輸能力。

2.2調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)要求

要完成上述幾項(xiàng)功能，對整套推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出以下要求：

1）出航、返航和執(zhí)行特殊的漁業(yè)搶險(xiǎn)和評估時(shí)具有較高的自由航速，即全速航行模式，航速要求12 kn以上；

2）漁業(yè)生物環(huán)境調(diào)查走航時(shí)的巡航模式，航速要求6-8 kn，該航速也是較為經(jīng)濟(jì)的航速；

3）漁業(yè)資源調(diào)查拖網(wǎng)模式，要求具有較大的拖力，航速3.5 kn左右；

4）海洋聲學(xué)等綜合要素調(diào)查時(shí)，要求船舶震動(dòng)、噪聲噪聲較低；

5）在主機(jī)癱瘓等應(yīng)急情況下，以較經(jīng)濟(jì)的方式到達(dá)安全回港的目的。

3　調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)

綜合漁業(yè)資源調(diào)查船的總體功能與推進(jìn)系統(tǒng)的要求，結(jié)合實(shí)際和國內(nèi)對拖網(wǎng)漁船的已有的研究［5.6］，漁業(yè)資源調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)采用柴-電混合推進(jìn)模式，既可以符合科學(xué)調(diào)查低噪音和巡航要求；又可以滿足漁業(yè)資源調(diào)查拖網(wǎng)的功能；而且還達(dá)到在投資相對不高的情況下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全的航行要求。

柴-電混合推進(jìn)模式的推進(jìn)系統(tǒng)是由柴油機(jī)、齒輪箱、軸系、可調(diào)槳組成的主推進(jìn)系統(tǒng)和PTI電機(jī)、齒輪箱、軸系、可調(diào)槳組成的輔助（應(yīng)急）推進(jìn)系統(tǒng)組成。以上兩套系統(tǒng)并車，即可組成柴-電聯(lián)合推進(jìn)的混合推進(jìn)系統(tǒng)。

3.1推進(jìn)系統(tǒng)模型

3.1.1可調(diào)槳主推進(jìn)系統(tǒng)模型

根據(jù)漁業(yè)調(diào)查船作業(yè)要求、船型特點(diǎn)，綜合以上系統(tǒng)要求，漁業(yè)資源調(diào)查船設(shè)計(jì)以單臺柴油機(jī)，通過變速齒輪箱及軸、驅(qū)動(dòng)一套可調(diào)槳方案較為可靠和經(jīng)濟(jì)。該系統(tǒng)如圖1所示，由柴油機(jī)、高彈、齒輪箱、軸系、可調(diào)槳等五部分組成船舶的主推進(jìn)模式。另外，船舶還需配備柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，用于航行電力供應(yīng)、側(cè)推動(dòng)力和漁獲儲(chǔ)存需要。

該主推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有四種控制模式：

1）定轉(zhuǎn)速模式（或稱軸帶發(fā)電機(jī)模式）；

2）聯(lián)合控制模式（螺旋槳螺距隨主機(jī)功率匹配，經(jīng)濟(jì)模式）；

3）拖網(wǎng)模式（主機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，航速3.5 kn左右）；

4）分控模式（特殊的調(diào)查需求和遙控系統(tǒng)失靈情況下）。

圖1　可調(diào)槳推進(jìn)系統(tǒng)Fig.1　Adjustable pitch propeller propulsion system

3.1.2柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)模型

單主機(jī)的推進(jìn)模式，對于科考船的特殊性和船舶安全性考慮，還是存在欠缺。為使船舶能在不投入較大資金的情況下，推進(jìn)系統(tǒng)可以滿足科學(xué)調(diào)查的需要和船舶安全運(yùn)行需要，就需要再增加一套應(yīng)急推進(jìn)模式，即在主機(jī)癱瘓情況下，仍能將科考船和人員安全送回基地的推進(jìn)模式。通過研究和結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，一種新型的柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)模式，完全可以滿足以上的特殊要求［6］。以如圖1所示的主推進(jìn)部分模型為常規(guī)的可調(diào)槳推進(jìn)系統(tǒng)部分。配合船上發(fā)電機(jī)組，由發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)向軸帶電機(jī)送電，這樣便組成如圖2所示的，由柴油機(jī)、高彈、齒輪箱、電機(jī)、軸系、可調(diào)槳等六大部件組成的柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。

圖2　柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)Fig.2　Diesel-Electric Hybrid Propulsion System

柴-電混合動(dòng)力是一種新型動(dòng)力形式，是由柴油機(jī)和軸帶電機(jī)混合推進(jìn)。該推進(jìn)形式可以實(shí)現(xiàn)以下三種運(yùn)行模式：

1）正常航行模式：軸帶電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，吸收柴油機(jī)功率，稱為PTO（Power Take Off）模式。該模式為常規(guī)運(yùn)行模式，軸帶發(fā)電機(jī)直接或并網(wǎng)向船舶電網(wǎng)送電；

2）應(yīng)急推進(jìn)模式：軸帶電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)單獨(dú)推進(jìn)，稱為應(yīng)急（Power Take me Home，PTH）模式，即俗稱的“帶我回家”。應(yīng)急模式航速很慢，可以達(dá)6 kn左右，只能柴油機(jī)故障應(yīng)急時(shí)和特殊要求時(shí)使用（如生物調(diào)查巡航或ADCP海流儀走航調(diào)查）。

3）柴-電混合推進(jìn)模式：軸帶電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)共同推進(jìn)，稱為助力（Booster）模式。該模式需船用發(fā)電機(jī)組向軸帶電機(jī)供電，可實(shí)現(xiàn)加速航行或增加拖網(wǎng)作業(yè)拖力的要求；

PTH和Booster模式都是將軸帶電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)使用，兩者又統(tǒng)稱為PTI（Power Take In）［6］。

3.2柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)近海漁業(yè)資源調(diào)查的基本要求，本文以浙江海洋學(xué)院設(shè)計(jì)建造的近海漁業(yè)資源調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)為例，方案設(shè)計(jì)如下：

3.2.1推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)集成方案

1）船舶主要參數(shù)

船長48.8 m，船寬8 m，型深5.15 m，排水量680 t，續(xù)航能力4 000 n mile，能連續(xù)航行30 d以上，主機(jī)最大功率746 kW，乘員（包括船員）35人。

2）推進(jìn)系統(tǒng)主要參數(shù)

表1　推進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)Tab.1　Parameters of propulsion system

3.2.2系統(tǒng)工作模式及控制策略

漁業(yè)資源調(diào)查船推進(jìn)系統(tǒng)可分為由柴油機(jī)組成的主推進(jìn)系統(tǒng)和PTI電機(jī)組成的應(yīng)急推進(jìn)系統(tǒng)。以上兩套系統(tǒng)并車，即可組成柴-電聯(lián)合推進(jìn)的混合推進(jìn)系統(tǒng)。單獨(dú)柴油機(jī)-可調(diào)槳的推進(jìn)技術(shù)在現(xiàn)代艦船應(yīng)用中已經(jīng)很成熟，筆者不再贅述。PTI電機(jī)組成的應(yīng)急推進(jìn)系統(tǒng)，由推進(jìn)電機(jī)及變頻驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、齒輪箱、槳等幾部分組成，200 kW的主推電機(jī)由船上的2臺150 kW發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電向其送電，達(dá)到電力推進(jìn)的功能。柴-電聯(lián)合推進(jìn)的混合推進(jìn)系統(tǒng)，集成柴油機(jī)和推進(jìn)電機(jī)并車驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)等組成。漁業(yè)資源調(diào)查船的多種控制模式，既可以實(shí)現(xiàn)軸帶系統(tǒng)與主機(jī)的并車推進(jìn)，提高船舶航速；又可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)故障下的應(yīng)急推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)船舶安全返航；還可以驅(qū)動(dòng)側(cè)推，提高船舶的機(jī)動(dòng)性能。

1）應(yīng)急推進(jìn)系統(tǒng)（PTH工況）工作模式

應(yīng)急推進(jìn)模式下，推進(jìn)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，推進(jìn)系統(tǒng)完全為電力推進(jìn)。此時(shí)軸帶系統(tǒng)變頻器控制策略為恒速控制。

起動(dòng)過程為：選擇應(yīng)急推進(jìn)模式，調(diào)距槳位于零螺距，齒輪箱滑油壓力正常，主機(jī)離合器脫開，軸帶電機(jī)離合器脫開，變頻器將小電機(jī)加速，帶動(dòng)軸帶電機(jī)到額定異步轉(zhuǎn)速，輔機(jī)電站供電給軸帶電機(jī)，合上勵(lì)磁開關(guān)，軸帶電機(jī)牽入同步轉(zhuǎn)速，切斷變頻器，接通軸帶電機(jī)的功率因數(shù)控制器，使功率因數(shù)保持在0.95以上，啟動(dòng)齒輪箱備用油泵，軸帶電機(jī)離合器接排，增加螺距加大軸帶電機(jī)輸出功率，實(shí)現(xiàn)船舶應(yīng)急低速推進(jìn)航行。

圖3　系統(tǒng)模型Fig.3　The system model

如圖3所示，由變頻器、輔機(jī)電站、起動(dòng)電機(jī)、軸帶電機(jī)及勵(lì)磁、離合器、齒輪箱、調(diào)距槳等組成部分的應(yīng)急推進(jìn)系統(tǒng)的控制方式原理。

2）柴電混合推進(jìn)，即軸帶電機(jī)助力（Booster）工作模式

先將變頻器模式定為轉(zhuǎn)速控制模式，調(diào)整轉(zhuǎn)速到與主機(jī)轉(zhuǎn)速一致，然后合排，收到合排信號后，發(fā)一個(gè)信號到變頻控制系統(tǒng)，將變頻器控制模式確定為力矩模式，然后返回一個(gè)確認(rèn)信號，此時(shí)遙控系統(tǒng)按雙機(jī)功率進(jìn)行負(fù)載控制。要脫開電機(jī)時(shí)，先將負(fù)荷降到主機(jī)能承擔(dān)的程度，再脫開電機(jī)離合器。

3）PTI工況下的控制策略

對PTH工況，為保證軸帶電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和盡量降低電樞電流軸帶電機(jī)的勵(lì)磁控制應(yīng)在較低轉(zhuǎn)矩時(shí)按功率因數(shù)為1控制目標(biāo)；高轉(zhuǎn)矩時(shí)按某特定函數(shù)使無功電流隨轉(zhuǎn)矩的增大而增大，同時(shí)還要限定電樞電流，確保電機(jī)不過流［7］。

應(yīng)急推進(jìn)時(shí)，船舶控制系統(tǒng)控制變頻器輸出切換至主推進(jìn)起動(dòng)電機(jī)，零螺距下變頻器接受上位機(jī)指令起動(dòng)主推進(jìn)起動(dòng)電機(jī)并控制到設(shè)定轉(zhuǎn)速（通過4～20 mA設(shè)定，一般設(shè)定到額定轉(zhuǎn)速），然后保持電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)螺距，實(shí)現(xiàn)軸帶系統(tǒng)推進(jìn)船舶前進(jìn)。

調(diào)節(jié)螺距時(shí)需要考慮軸帶系統(tǒng)的輸出能力，當(dāng)軸帶系統(tǒng)輸出超過200 kW時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，使得軸帶系統(tǒng)輸出下降到200 kW?？梢酝ㄟ^減少螺距等方法使軸帶系統(tǒng)輸出低于200 kW，此時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)升高推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

4）對Booster工況，主要考慮在軸帶電機(jī)與主機(jī)并機(jī)推進(jìn)時(shí)，科學(xué)合理地分配二者的轉(zhuǎn)矩。由于系統(tǒng)中軸帶電機(jī)采用了勵(lì)磁控制，沒有實(shí)施電樞控制，因此該工況的控制主要由主機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)［7］。

為確保整船推進(jìn)功率最大化，并車控制策略實(shí)現(xiàn)是基于柴油機(jī)運(yùn)行在恒轉(zhuǎn)速模式下，此時(shí)推進(jìn)電機(jī)的功率輸出在自動(dòng)模式下能夠動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地跟蹤外部負(fù)荷的變化，控制PTI電機(jī)輸出扭矩，確保并車推進(jìn)的有效、可控。

此外，在惡劣海況下并車推進(jìn)時(shí)，存在船舶螺旋槳突然出水導(dǎo)致主機(jī)負(fù)載突卸的情況，會(huì)引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速突升，此時(shí)如果軸帶系統(tǒng)還按并車推進(jìn)模式下進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩控制的話，極有可能導(dǎo)致主機(jī)逆功，轉(zhuǎn)速升高更快，導(dǎo)致主機(jī)飛車事故。因此，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速一定值時(shí)，軸帶系統(tǒng)變頻器會(huì)自動(dòng)控制主推進(jìn)電機(jī)將轉(zhuǎn)矩下降到零，起動(dòng)對船舶主機(jī)的保護(hù)作用。

4　結(jié)論

（1）柴油機(jī)推進(jìn)工況下，方案可以滿足船舶正常航行和資源調(diào)查時(shí)的拖網(wǎng)的功能。

（2）Booster工況，可以降低船舶噪聲，滿足巡航及海洋聲學(xué)調(diào)查時(shí)的航行要求。

（3）方案在不增加較大的初投資情況下，可以滿足應(yīng)急情況安全回港的目的。

柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)在小型近海漁業(yè)資源調(diào)查船上的應(yīng)用，是一個(gè)綜合多個(gè)專業(yè)和多門學(xué)科知識的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。該技術(shù)可以全面提升小型現(xiàn)代漁船、科考船、軍艦等多用途特殊船舶的操縱性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等問題，大力開展艦船柴-電混合動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)的研究，是我國海洋事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的迫切需求。

［1］SC/T 9403-2012海洋漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范［S］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

［2］高海波，高孝洪，陳輝.船舶電力推進(jìn)幾種典型方式的比較［J］.航海技術(shù)，2006（6）:54-57.

［3］謝家純.電力推進(jìn)在船舶上的應(yīng)用及系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究［J］.船舶工程，2011（33）:61-64.

［4］黎建勛，金嬌輝，諶志新.電力推進(jìn)拖網(wǎng)漁船控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.漁業(yè)現(xiàn)代化，2012，39（5）:43-48.

［5］羅曉元，鄭銳聰，李新，等.基于現(xiàn)代漁船主要推進(jìn)型式及其節(jié)能效果分析研究［J］.機(jī)電設(shè)備，2012（3）:58-62.

［6］周慶波，艾鋼，趙同賓，等.柴-電混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)急推進(jìn)模式仿真研究［J］.船舶工程，2011，33（4）:16-19.

［7］孟永奇，李保來，蘭建軍.船舶軸帶發(fā)電一電動(dòng)系統(tǒng)的原理及控制［J］.船電技術(shù)，2011，31（8）:35-44.

A Study on Propulsion System Design of Offshore Fishery Resources Research Ship

LUO Dian-jun，GONG Xi-wu
（Naval Architecture and Civil Engineering School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

This article takes the fishery resources research ship’s propulsion system as the main research object.Based on the current common researches of propulsion mode of research vessels and fishing vessels，and combined with the functions specially required by fishery resources research ship，this paper carries out a scientific and contrastive analysis of propulsion system，so as to work out the most economical and safest propulsion system of the fishery resources research ship，so as to satisfying the needs of scientific researches.

fishery resources research ship；propulsion system；PTI operating mode；design

U664.3

A

1008-830X（2015）02-0181-06

2014-10-30

浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究項(xiàng)目（Y201324）

羅殿軍（1978-），男，浙江臨安人，助理工程師，研究方向：漁船及漁業(yè)機(jī)械化.E-mail:zhehaike@163.com

龔希武（1973-），男，江西鄱陽人，副教授，研究方向：能源與動(dòng)力.E-mail:gongwinfish@126.com