CENNI SUI PRINCIPALI SISTEMI DI PROPULSIONE NAVALE ELETTRICI
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- Enzo Pasini
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1 ALL-ELECTRIC SHIPS: ASPETTI TECNOLOGICI E NORMATIVI CENNI SUI PRINCIPALI SISTEMI DI PROPULSIONE NAVALE ELETTRICI Simone Castellan DEEI - Università di Trieste simone.castellan@deei.units.it Trieste, 30 maggio 2006
2 INTRODUZIONE Oggigiorno tutte le navi da crociera dei cantieri navali più importanti sono dotate di propulsione elettrica e questa tecnologia comincia ad essere applicata anche ad altre tipologie di navi quali navi militari, traghetti, gasiere e anche mega-yacht. I carichi di propulsione hanno una potenza nominale complessiva che supera il 50% della potenza nominale complessiva dei generatori. Pertanto il sistema di propulsione ha un grosso impatto sulla rete. Inoltre l affidabilità del suo funzionamento è molto importante per garantire la governabilità della nave.
3 SISTEMA DI PROPULSIONE MECCANICO E SISTEMA DI PROPULSIONE ELETTRICO
4 SISTEMA DI PROPULSIONE AZIPOD
5 CICLOCONVERTITORE Cicloconvertitore trifase a 6 impulsi
6 CICLOCONVERTITORE
7 CICLOCONVERTITORE
8 CICLOCONVERTITORE Caratteristiche positive possibilità di regolazione della velocità anche a basso numero di giri basse perdite potenza molto elevata recupero in rete
9 CICLOCONVERTITORE Caratteristiche negative elevato numero di dispositivi e complessità del circuito di controllo assorbimento di potenza reattiva dalla rete assorbimento di subarmoniche ed interarmoniche di corrente con provabile insorgenza del fenomeno del flicker la dipendenza della frequenza delle subarmoniche ed interarmoniche dalla velocità del motore rende impossibile l utilizzo di filtri passivi
10 SINCROCONVERTITORE Raddrizzatore controllato + inverter a commutazione da carico (LCI)
11 SINCROCONVERTITORE Sincroconvertitore a 12 impulsi
12 SINCROCONVERTITORE Sincroconvertitore a 24 impulsi
13 SINCROCONVERTITORE Caratteristiche positive basse perdite potenza molto elevata recupero in rete basso numero di dispositivi e relativa semplicità del circuito di controllo assenza di subarmoniche ed interamoniche ottimo disaccoppiamento rete motore e quindi possibilità di utilizzare filtri passivi
14 SINCROCONVERTITORE Caratteristiche negative impossibilità di regolare la velocità a basso numero di giri assorbimento di armoniche di corrente dalla rete di alimentazione impossibilità di utilizzare motori asincroni
15 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Raddrizzatore a 6 impulsi + invertitore con controllo PWM
16 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Schema del sistema elettrico di un mega-yacht con propulsione elettrica.
17 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Raddrizzatore a 12 impulsi + invertitore a 3 livelli
18 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Caratteristiche positive potenza elevata (con invertitore a 3 livelli) basso numero di dispositivi assenza di subarmoniche ed interamoniche ottimo disaccoppiamento rete motore e quindi possibilità di utilizzare filtri passivi possibilità di utilizzare motori asincroni ampio intervallo di controllo della velocità alimentazione sinusoidale del motore bassissima potenza reattiva assorbita dalla rete
19 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Caratteristiche negative impossibilità di recupero dell energia in rete assorbimento di armoniche di corrente dalla rete di alimentazione costo elevato
20 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END ATTIVO Raddrizzatore attivo + invertitore
21 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END ATTIVO Raddrizzatore attivo a 3 livelli + invertitore a 3 livelli
22 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END ATTIVO Caratteristiche positive stesse caratteristiche positive dei sistemi con front-end passivo possibilità di recupero dell energia assenza di armoniche di corrente assorbite dalla rete
23 INVERTITORE A COMMUATAZIONE FORZATA E FRONT-END PASSIVO Caratteristiche negative costo molto elevato aumento delle perdite
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