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摘 要：舰船综合电力系统IPS是综合一体的供电系统，负责舰船发电、推进供电、日常用电、大功率探测供电以及高能武器发射供电，舰船综合供电推进和传统机械推进相比具有非常明显的优势，带有自动励磁调节器的多相整流感应发电机经济性好，结构简单，易于维护。
关键词：舰船 电子电力 励磁调节器
一、舰船综合电力系统
上世纪40年代前后，在一些大型舰船上广泛应用了传统电力推进技术，在这之后，随着大功率减速齿轮技术的日臻完善，机械推进逐渐取代了电力推进，传统电力推进技术在船舶中应用逐渐变窄，只用于一些破冰船、豪华游轮等少数特种船舶。到了上世纪80年代，随着变频调速技术、电力电子拓扑结构以及大功率电力电子器件的快速发展，舰船电力推进技术相对机械推进技术有了较为明显的优势，虽然也是电力推进技术，但和上世纪40年代的电力推进技术相比，已经有了质的飞跃，进化为“综合电力系统”， 舰船综合电力系统IPS（Integrated Power System）结构复杂，包括众多模块，主要包括发电模块、保护模块、供电配电络模块、储能模块、能量管理模块以及推进模块等，舰船综合电力系统IPS是一个综合一体的供电系统，负责舰船发电、推进供电、日常用电、大功率探测供电以及高能武器发射供电，舰船综合供电推进和传统机械推进相比具有非常明显的优势，优势主要体现在以下几个方面，首先综合电力系统调节更加的灵活，可以实时重构、分配以及利用全船的电能，这非常有利于增强舰船的生命力；其次是使用综合电力系统的舰船具有更低的噪音，隐蔽性更好，使用机械推进的舰船，则很难解决由于机械振动引起的噪音；另外使用综合电力系统的舰船能耗更低，有效降低了对燃油的需求，具有更长的续航能力；最后使用综合电力系统的舰船更加容易布置一些先进高能武器，有效增强舰船的战斗力。
随着舰船综合电力系统性能的提高以及稳定性的增强，世界上许多海军强国逐渐将综合电力系统应用到主战舰船中，例如法国西北风两栖攻击舰、美国DDG1000大型驱逐舰以及英国CVF航母都采用了综合电力系统。和西方海军強国相比，我国的舰船技术起步较晚，关键技术还有一定的差距，为了赶超西方海军强国的舰船技术，我们应该认识到差距，立足本国的国情，借鉴和利用国内这些年来在舰船综合电力系统上已有的科研成果和技术，特别是利用好我国一些处于世界领先的技术，例如发电模块技术以及电力集成技术，积极推进我国舰船电力系统中的电力电子技术，在一些关键技术上取得突破。
二、自动励磁调节器
高品质的直流电源是舰船综合电力系统中的关键技术，高品质直流电源可以有效提高供电系统的功率密度，有利于提高供电系统中发电单元的集成度，传统的感应发电机具有效率低，功率因数低、电压调节不灵活以及频率受限等缺点，带有静止励磁装置的多相整流感应发电机可以有效克服传统感应发电机的缺点，而且其转子机械强度高，不仅能提高运行速度时，还能有效减小体积，大大提高功率密度。带有自动励磁装置的多相整流感应发电机经济性好，结构简单，易于维护，其结构如下图所示：
图1 多相整流感发电机系统结构图.
从图中1可以看出，多相整流感应发电机有两套绕组，一套3相补偿绕组也就是辅助励磁绕组，另一套为功率绕组，也就是M相整流绕组。M相自励电容接在整流绕组上，经整流后流向直流负载进而供电，SAVR也就是静止式自动励磁调节器接在3相补偿绕组上，因转速和负载变化而引起的电压波动可以通过SAVR提供无功功率来解决。静止式自动励磁调节器和无功补偿装置的电力结构非常相似，图2位一种两平的励磁装置原理图，该结构通过跟踪电流，采用定子电压控制来实现有功电流和无功功率的补偿，这样励磁调节直流侧电压和功率绕组整流桥侧的电压就能得到很好的稳定。
静止式自动励磁调节器如果要与高速大功率感应发动机配套使用时，静止式自动励磁调节器的电力频率和输出电压相对来说就会比较高，此外励磁调节器产生的谐波含量也比较高，为了应对这一情况，SAVR通常不使用两电平的拓扑结构，而是采用级联多电平的拓扑结构，其结构如下图所示：
从图中可以看出感应发电机的励磁绕组通过滤波电抗器与SAVR相连，二级H桥多电平变换器是SAVR的主电路结构。
参考文献：
[1]张庆伟 发变组保护与励磁调节器的配合 工程技术（引文版）》 2015年第12月45卷.
[2]孙孜平 高春如 沈俭 彭慧韬 自动励磁调节器整定计算的探讨 电力系统自动化 2003年第3期.
[3]孙诗南 舰船电力推进在21世纪的发展 上海造船 2002年第2期.
关键词：舰船 电子电力 励磁调节器
一、舰船综合电力系统
上世纪40年代前后，在一些大型舰船上广泛应用了传统电力推进技术，在这之后，随着大功率减速齿轮技术的日臻完善，机械推进逐渐取代了电力推进，传统电力推进技术在船舶中应用逐渐变窄，只用于一些破冰船、豪华游轮等少数特种船舶。到了上世纪80年代，随着变频调速技术、电力电子拓扑结构以及大功率电力电子器件的快速发展，舰船电力推进技术相对机械推进技术有了较为明显的优势，虽然也是电力推进技术，但和上世纪40年代的电力推进技术相比，已经有了质的飞跃，进化为“综合电力系统”， 舰船综合电力系统IPS（Integrated Power System）结构复杂，包括众多模块，主要包括发电模块、保护模块、供电配电络模块、储能模块、能量管理模块以及推进模块等，舰船综合电力系统IPS是一个综合一体的供电系统，负责舰船发电、推进供电、日常用电、大功率探测供电以及高能武器发射供电，舰船综合供电推进和传统机械推进相比具有非常明显的优势，优势主要体现在以下几个方面，首先综合电力系统调节更加的灵活，可以实时重构、分配以及利用全船的电能，这非常有利于增强舰船的生命力；其次是使用综合电力系统的舰船具有更低的噪音，隐蔽性更好，使用机械推进的舰船，则很难解决由于机械振动引起的噪音；另外使用综合电力系统的舰船能耗更低，有效降低了对燃油的需求，具有更长的续航能力；最后使用综合电力系统的舰船更加容易布置一些先进高能武器，有效增强舰船的战斗力。
随着舰船综合电力系统性能的提高以及稳定性的增强，世界上许多海军强国逐渐将综合电力系统应用到主战舰船中，例如法国西北风两栖攻击舰、美国DDG1000大型驱逐舰以及英国CVF航母都采用了综合电力系统。和西方海军強国相比，我国的舰船技术起步较晚，关键技术还有一定的差距，为了赶超西方海军强国的舰船技术，我们应该认识到差距，立足本国的国情，借鉴和利用国内这些年来在舰船综合电力系统上已有的科研成果和技术，特别是利用好我国一些处于世界领先的技术，例如发电模块技术以及电力集成技术，积极推进我国舰船电力系统中的电力电子技术，在一些关键技术上取得突破。
二、自动励磁调节器
高品质的直流电源是舰船综合电力系统中的关键技术，高品质直流电源可以有效提高供电系统的功率密度，有利于提高供电系统中发电单元的集成度，传统的感应发电机具有效率低，功率因数低、电压调节不灵活以及频率受限等缺点，带有静止励磁装置的多相整流感应发电机可以有效克服传统感应发电机的缺点，而且其转子机械强度高，不仅能提高运行速度时，还能有效减小体积，大大提高功率密度。带有自动励磁装置的多相整流感应发电机经济性好，结构简单，易于维护，其结构如下图所示：
图1 多相整流感发电机系统结构图.
从图中1可以看出，多相整流感应发电机有两套绕组，一套3相补偿绕组也就是辅助励磁绕组，另一套为功率绕组，也就是M相整流绕组。M相自励电容接在整流绕组上，经整流后流向直流负载进而供电，SAVR也就是静止式自动励磁调节器接在3相补偿绕组上，因转速和负载变化而引起的电压波动可以通过SAVR提供无功功率来解决。静止式自动励磁调节器和无功补偿装置的电力结构非常相似，图2位一种两平的励磁装置原理图，该结构通过跟踪电流，采用定子电压控制来实现有功电流和无功功率的补偿，这样励磁调节直流侧电压和功率绕组整流桥侧的电压就能得到很好的稳定。
静止式自动励磁调节器如果要与高速大功率感应发动机配套使用时，静止式自动励磁调节器的电力频率和输出电压相对来说就会比较高，此外励磁调节器产生的谐波含量也比较高，为了应对这一情况，SAVR通常不使用两电平的拓扑结构，而是采用级联多电平的拓扑结构，其结构如下图所示：
从图中可以看出感应发电机的励磁绕组通过滤波电抗器与SAVR相连，二级H桥多电平变换器是SAVR的主电路结构。
参考文献：
[1]张庆伟 发变组保护与励磁调节器的配合 工程技术（引文版）》 2015年第12月45卷.
[2]孙孜平 高春如 沈俭 彭慧韬 自动励磁调节器整定计算的探讨 电力系统自动化 2003年第3期.
[3]孙诗南 舰船电力推进在21世纪的发展 上海造船 2002年第2期.