图 2-2 永磁电动机结构图 永磁同步电动机具有如下优点： (l)与相同输出功率的直流电动机相比，永磁同步电动机体积明显减小，重量减轻，电动机转子与螺旋桨采用一体化设计。体积，重量方面减少 40%。 (2)采用永久磁体作为转子，没有激磁损耗，整体效率提高到 98%以上。 (3)永磁同步电动机振动小、噪音低，转速可调范围广。

（4）转子不发热，节约了冷却系统的建造成本，减小空间占用。 随着科技的不断发展，采用稀土材料的永磁同步电动机被开发起来，使电动机性能提高、更加智能化。

2.5  吊舱式电力推进系统

吊舱式推进器主要由驱动电机、水平转动机构、螺旋桨以及冷却装置组成。它将整 个推进电机安装在船舱外部的吊舱内，直接驱动螺旋桨。吊舱被悬挂于船底，这个吊舱 自身又能实现 360 度回转，从而实现船舶的方向控制。这种结构设计大大节省了船舶内 的空间占用，节约了成本[12]，同时很大程度上提高了船舶的操纵性，具有广阔的市场前 途。

下图 2-2 为 ABB 吊舱式推进器结构图：

图 2-3 ABB 吊舱式推进器结构图

根据图 2-3 可以看出，吊舱内驱动电动机与螺旋桨相连，驱动螺旋桨。该吊舱采用

滑环装置与船体链接，能通过回转电机驱动实现自身 360 度回转。 目前，吊舱式推进系统是电力推进发展的主流[13]，被国内外造船公司广泛应用。作

为现代先进船舶推进系统，吊舱式推进系统有以下优势[14]：

(1)推进器能实现 360 度水平范围内回转，使船舶操纵灵活和机动性优越； (2)推进器安装在船体外，又省去舵和传动轴，减轻了自重，节约了船体空间，从而

提高了船舶的载货能力； (3)吊舱处于水面以下，直接利用水冷却，不需要冷却系统，直接向外散热，提高了船舶的可靠性，又节约了建造成本；

(4)吊舱式推进系统能降低船舶噪声，振动小，有较好的舒适性； (5)系统采用模块式设计，推进器可先制造调试，然后安装于船体，很大程度上缩短了建造周期，降低了制造成本； (6)吊舱式推进器安装灵活，当船舶出现故障时，维修人员可以在不进坞的情况下，直接进入吊舱内进行维修。系统维护要求低，维修方便，能节约大量维护、维修花费； (7)推进效率高[15]。由于吊舱式推进系统采用定距桨替代传统机械推进的调距桨，

螺旋桨受到的阻力下降明显，推进效率提高了 6%-10%。

第三章  控制系统的硬件选型与设计

3.1 系统的总体设计

船舶电力推进系统的正常运转离不开一个精准可靠的控制系统，双吊舱电力推进系 统的控制系统可实现对船舶调速和回转的同时控制，很大程度上提高了船舶的操作性和 可靠性。对于双吊舱电力推进系统而言，电力推进动力装置是核心，而控制系统更是其 分配的关键。这就要求控制系统要有很高的可靠性，本系统采用的是两个西门子 S7-1500 可编程控制器。系统采用冗余设计，当主系统出现故障问题时，备用系统会自动启动实 现控制，保证系统实现正常功能，使船舶的安全性及稳定性有了一定的保证。

控制系统主要由以下几个部分组成： (1)工控机：是系统控制一系列设备运转的人机交互，要求可靠性高。 (2)PLC：用作系统的控制单元。

(3)PROFIBUS 网络：用于工控机和 PLC 之间的网络通信。 (4)变频器：控制电机调速。 (5)回转电机：控制吊舱的回转从而实现船舶的转向控制。 (6)减速机构：减慢回转电机的转动，达到吊舱平稳回转的目的。 (7)推动电机：直接驱动螺旋桨，对船舶产生推力。 船舶电力推进PLC电气控制系统设计+梯形图(6):http://www.chuibin.com/fanyi/lunwen_206547.html