隨著低運(yùn)費(fèi)和高燃油成本的壓力日益增加，如何大幅減少油耗、成本和排放這個(gè)問題，目前困擾著許多船主。在M/VBoreSea號船上，配備丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發(fā)電機(jī)是提高能效的關(guān)鍵之一。自2013年1月起，國際海事組織(IMO)規(guī)定所有超過400GT的船舶必須具備船舶能效系統(tǒng)船舶能效管理計(jì)劃(SEEMP)包含提高效率，從而降低燃料消耗和二氧化碳排放的措施。為滿足該要求，M/VBoreSea（一艘目前運(yùn)輸Airbus部件的RoFlex?滾裝船）采用了多項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)解決方案。WETechSolutionsOy（以下簡稱“WETech”）基于VACON?交流變頻器技術(shù)，開發(fā)了一種優(yōu)化主推進(jìn)裝置的解決方案，以大幅提高能效。
變頻軸帶發(fā)電機(jī)
軸帶發(fā)電機(jī)連接到主發(fā)動(dòng)機(jī)軸，速度隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。由于船舶電網(wǎng)的恒壓恒頻要求，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能更改。這限制了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的任何變化，從而限制了傳統(tǒng)配置的效率。
WETech開發(fā)的解決方案在軸帶發(fā)電機(jī)與船舶電網(wǎng)之間使用了丹佛斯VACON?交流變頻器技術(shù)。這允許主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生大幅變化，同時(shí)仍然以恒定的電壓和頻率向船舶電網(wǎng)提供電力。這樣能優(yōu)化主發(fā)動(dòng)機(jī)的效率并節(jié)省燃料成本。WEDrive?解決方案可用于提高任何配備直接驅(qū)動(dòng)推進(jìn)裝置和軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（也稱為動(dòng)力輸出(PTO)系統(tǒng)）的船舶的能效。
采用交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)的軸帶發(fā)電機(jī)能在海上動(dòng)態(tài)運(yùn)輸條件下，使用船舶電網(wǎng)的電力來大幅度提高主發(fā)動(dòng)機(jī)的主推進(jìn)力。該功能被稱為PTI（功率輸入）。
帶丹佛斯VACON?交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)的軸帶發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：
軸帶發(fā)電機(jī)頻率和電壓變化30%時(shí)，仍然保持船舶電網(wǎng)中的額定電壓(VAC)和頻率(Hz)不變
優(yōu)化的軸帶發(fā)電機(jī)PTO（功率輸出）或PTI（功率輸入）運(yùn)行
軸帶發(fā)電機(jī)和輔助發(fā)電機(jī)組之間的連續(xù)并聯(lián)運(yùn)行
通過在組合器模式（即結(jié)合螺旋槳的可變轉(zhuǎn)速和可變螺距）下運(yùn)行來優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)。
更高的能效帶來環(huán)境效益
配備丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發(fā)電機(jī)可提供以下優(yōu)勢
船速較大的變化范圍內(nèi)，螺旋槳和主發(fā)動(dòng)機(jī)將在其最佳工作點(diǎn)附近運(yùn)行，從而提高效率并顯著降低油耗。
降低螺旋槳轉(zhuǎn)速可以提高螺旋槳效率，從而進(jìn)一步降低燃料消耗，減少對環(huán)境有害的排放。
通過丹佛斯VACON?交流變頻器保持軸帶發(fā)電機(jī)的額定電壓和頻率輸出可節(jié)省大量成本，因?yàn)闊o需輔助發(fā)電機(jī)
“我們對M/VBoreSea上使用的各種技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)的更高能效感到非常滿意，”Bore公司的海運(yùn)管理副總裁J?rgenMansnerus說到。
“在基準(zhǔn)測試期間，我們看到M/VBoreSea每年的常規(guī)燃料消耗約為5,600噸。數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了WETech提供的帶丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發(fā)電機(jī)可節(jié)省約10％的燃料成本，相當(dāng)于550-600噸。鑒于燃料成本約為每噸500歐元，每年節(jié)省的成本十分可觀，而且二氧化碳排放量也減少了大約2,000噸，”Mansnerus總結(jié)道。
丹佛斯VACON?GridConverter
除了有源前端(AFE)和逆變器等標(biāo)準(zhǔn)丹佛斯VACON?變頻器組件外，M/VBoreSea上使用的WEDrive?解決方案中的主要模塊是VACON?NXP電網(wǎng)變流器。
VACON?NXP電網(wǎng)變流器由VACON?AFE單元、船舶電網(wǎng)上的LCL濾波器以及專用軟件組成。集成了AFE/逆變器與VACON?NXP電網(wǎng)變流器的套件被安裝在軸帶發(fā)電機(jī)和船舶電網(wǎng)之間。如圖所示，通過兩個(gè)輔助發(fā)電機(jī)和軸帶發(fā)電機(jī)的幫助，為重載耗電設(shè)備提供恒壓恒頻的電力。
M/V Bore Sea上的軸帶發(fā)電機(jī)的主要原理。丹佛斯VACON?有源前端(AFE)單元和船舶電網(wǎng)上的LCL濾波器（以及專用軟件）一同構(gòu)成了VACON?NXP電網(wǎng)變流器。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，軸帶發(fā)電機(jī)電壓和頻率也隨之變化。AFE/INU硬件為電網(wǎng)變流器保持恒定的直流電壓。丹佛斯VACON?NXP電網(wǎng)變流器可提供符合船舶電網(wǎng)要求的電壓和頻率，并使其與網(wǎng)絡(luò)保持同步。VACON?NXP電網(wǎng)變流器與輔助發(fā)電機(jī)和電源管理系統(tǒng)一起具有：
頻率下降的功率平衡
自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)
在發(fā)電機(jī)失磁、短路情況下保護(hù)自身和耗電設(shè)備
無功補(bǔ)償
功率限制
短時(shí)過載情況
并網(wǎng)變流器與電源管理系統(tǒng)一起還允許電力雙向流動(dòng)-從軸帶發(fā)電機(jī)到船舶電網(wǎng)(PTO)。
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