我国将高铁“直流组网电力推进系统”技术创新移植于船舶推进

电力驱动系统包括电动机、电动机控制器及传动机构。不论在陆地上还是在水下，推进动力系统的安全性是其能否被采用的关键因素。分直流电力驱动和交流电力驱动两大系统,传统的直流驱动性能较优。电驱动呈现系统数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势。

近日，由株洲电力机车研究所有限公司制造的兆瓦级船舶直流组网电力推进系统装置成功下线，应用于深圳观光双体船。该推进装置自主率达到。船舶电推系统以分为交流组网电力推进、直流组网电力推进两种方式。直流并网技术具备高效、节能、减振、节约空间、多能源并网的优点。

该直流组网电力推进系统来自高铁新技术向船舶领域移植，创新采用了固态断路器、永磁发电机、动力电池、永磁电动机等技术，开创了多个全球首例应用。

直流电和交流电的区别

“直流电”，又称“恒流电”，是指大小（电压高低）和方向（正负极）都不随时间（相对范围内）而变化。直流电是电荷的单向流动或者移动，通常是电子。电流密度随着时间而变化，但是通常移动的方向在所有时间里都是一样的。交流电，是指大小和方向随时间作周期性变化的一种电流。直流电的方向则不随时间而变化。通常又分为脉动直流电和稳恒电流。脉动直流电中有交流成分，如彩电中的电源电路中大约300伏左右的电压就是脉动直流电成分可通过电容去除。稳恒电流则是比较理想的，大小和方向都有不变。

电推进系统

是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。它的优点是不再需要使用固体或液体燃料，省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等，能大幅减少航天器的燃料携带量。电推进系统 利用太阳能转化为电能，然后电能转化为机械能。传统的化学推进系统则是通过化学反应将化学能转化为机械能。电推进系统一般分为三个部分：电源处理单元、推进剂工质贮存与供应单元、推力器。

电推进主要特点有：

（1）比冲高。比冲是单位质量的推进剂所产生的冲量，是评价火箭推进剂性能优劣的技术参数，量纲是km/s，也可以是s。化学推进剂的比冲一般为2-4km/s，氢氧推进剂的比冲一般为4-5.5km/s，而电推进系统中的电磁式和静电式推进剂一般为10-100km/s。

（2）寿命长。由于比冲高，效率高，省去化学系统中复杂的推进设备，可以携带更多的有效载荷或减少携带的燃料，可以延长推进系统和卫星的寿命。

（3）小推力。由于电推进能源来源于太阳能，功率有限，产生的速度大，推力小，但是可以长时间航行。推进系统引起的振动小，控制精度高。

电推进系统分类

按照工质加速的方式，电推进一般可分为电热式、电磁式和静电式三种类型。

电热式推力器是用利用电能加热工质并使其气化，经喷管膨胀加速喷出产生推力。一般可分为电阻加热式、电弧加热式和微波加热式。其中，电阻加热的原理是利用电阻加热器加热工质，常用工质为肼。

电磁式推力器是电能使工质形成等离子体，在外加电磁场洛伦兹力作用下加速从喷管喷出。霍尔推进系统是电磁式推进系统一种，也是当前热门的两种电推进之一。霍尔推力器的原理是将电子约束在磁场中，并利用电子电离推进剂，加速离子产生推力，并中和羽流中的离子。霍尔推力器的电离区和加速区在同一处，和离子推力器相比，技术简单但比冲低。

静电式推力器是电能在静电场中离解工质，形成电子和离子，并使离子在静电场作用下加速排出。静电式推力器又称离子推力器，和霍尔推力器是当前热门的两种电推进系统。离子推力器电离区和加速区分开，比冲高但技术复杂。

离子推进器

又称离子发动机，为空间电推进技术中的一种，其特点是推力小、比冲高，广泛应用于空间推进，如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。其原理是先将气态工质电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反作用力推动卫星进行姿态调整或者轨道转移任务。离子推力器具有比冲高、效率高、推力小的特点。与传统的化学推进方式相比，离子推力器需要的工质质量小，是已经实用化的推进技术中Z为适合长距离航行的。离子推进器是一种动力装置，可为航天器提供动力。其性能为推力、比冲和效率，通常是在保证推力和比冲的条件下，用效率来评价其性能。

离子电推进发动机的特点是加速度很低，可能会只有几厘米/秒甚至更低，有人形容这种推力只能“吹动一张纸”。但与化学火箭极短的燃烧时间不同，电推进火箭提供的加速时间可以很长，因此发动机比冲很大，就是说同样质量的工质能提供更大的总推力和速度。另一方面，卫星的调姿和变轨，微小推力往往就已足够。

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