美英未来舰船综合电力系统电制选择分析.pdf

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1、第34卷第4期舰船科学技术V01．34，No．42012年4月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYApr．，2012美英未来舰船综合电力系统电制选择分析张义农1，汤建华2(1．中国船舶重工集团公司第七一四研究所，北京100192；2．中国舰船研究院，北京100192)摘要：美英舰船综合电力系统目前采用的是交流低频电制，交流低频电制因其变换损失大，传输效率低，不能满足未来舰船要求，为此美英正在规划未来综合电力系统电制的发展路线。本文分析了交流低频电制、交流高频电制、直流电制3种电制的优缺点及技术难点；介绍了美国交流高频电制及英国直流电制相关技术的研制进展。关键词：舰船综合电力系统；交

2、流电制；直流电制中图分类号：U674；TM74文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)04-0136—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．04．031ThebusbararchitecturechoiceofintegratedpowersystemforUSandUKfuturesurfaceshipZHANGYi．non91，TANGJian—hua2(1．The714ResearchInstituteofCSIC，Beijing100192，China；2．ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Be

3、ijing100192，China)Abstract：Thealternatingcurrent(AC)andlowfrequencybusbararchitecturehasbeenusedinUSandUKsurfaceshipintegratedpowersystem(IPS)．Duetohighconversionlossandlowtransmissionefficiency，thistypearchitecturecan’tmeettherequirementoffutureship．Therefore，thedevelopmentroadmapsofIPSbusbararchit

4、ecturearebeingplannedbyUSandUK．Theadvantages，disadvantagesandtechnicaldifficultiesofACandlowfrequencybusbararchitecture，ACandhighfrequencybusbararchitectureanddirectcurrent(DC)busbararchitectureareanalyzedinthispaper．Finally，thedevelopmentprogressinrelatedtechnologiesofUSACandhighfrequencybusbararch

5、itectureandUKDCbusbararchitectureareincluded．Keywords：shipintegratedpowersystem；ACbusbararchitecture；directcurrentbusbararchitecture0引言目前，在主战舰艇上采用综合电力系统的仅有英美2个国家。美国已在DDG-1000驱逐舰上采用，英国则在45型驱逐舰和CVF航母上采用。由于这些舰艇的设计时间均在20世纪80～90年代，因此，其电制均采用研制难度不大的交流低频电制。其中，美国DDG一1000驱逐舰的电压为13．8kV、频率为60Hz，英国45型驱逐舰的电压为4．16

6、kV、频率为60Hz，英国CVF航母的电压为IIkV、频率为60Hz。由于大功率雷达、激光炮及电磁轨道炮等高能武器即将上舰，未来舰船用电量将急剧增高，现在的交流电制因其变换损失大，传输效率低，已不能满足要求。为此，2007年12月，美国海军发布了《下一代综合电力系统技术发展路线图》，规划舰船综合电力系统电制的发展，提出将由交流低频电制逐渐过渡到直流电制。英国舰船系统开发办公室目前也在投资研发直流电制相关技术，包括直流推进电机、保护电器、储能装置等。从两国目前的规划和技术研发来看，直流电制将是未来舰船综合电力系统发展的大趋势。收稿日期：201l—09一05；修回日期：201I一12-23作者简介

7、：张义农(1977-)，男，工程师，主要从事舰船动力及电力技术情报研究工作。第4期张叉农，等：美英未来舰船综合电力系统电制选择分析．137．1交、直流电制需要解决的技术问题美英的研究表明，采用直流电制可显著提高舰船的可靠性和生命力，尤其在使用高功率储能设备时优势更为明显。采用直流电制还可减少转换损失，使系统更紧凑，效率更高，更易于与未来高能武器和传感器集成。对于相同质量的铜线，采用直流电制至少可增