1. Betriebsbedingungen und Umweltanforderungen für Schiffsmotoren

Schiffsantriebe sind über lange Zeit harten Betriebsbedingungen ausgesetzt:

Umweltbedingte Herausforderungen: hohe Luftfeuchtigkeit, Salzsprühkorrosion, Temperaturschwankungen (-20 °C bis 50 °C), Vibration und Stöße;

Leistungsanforderungen: hohe Effizienz (empfindlich gegenüber Energieverbrauch während der kontinuierlichen Navigation), hohe Leistungsdichte (begrenzter Schiffsraum), geringe Geräuschentwicklung (Komfortanforderungen für Passagierschiffe), schnelle dynamische Reaktion (Anforderungen an Notmanöver);

Zuverlässigkeitsanforderungen: lange Lebensdauer (mehr als 10 Jahre), geringer Wartungsaufwand (häufige Überholung im Hochseebetrieb schwierig).

2. Technische Vorteile von Permanentmagnetmotoren gegenüber Asynchronmotoren

Aufgrund der besonderen Arbeitsbedingungen auf Schiffen weisen Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) folgende wesentliche Vorteile auf:

Vergleichsmaße	Permanentmagnet-Motor	Asynchronmotor
Effizienz und Energieverbrauch	Der Wirkungsgrad bei Volllast erreicht 97 %, bei Teillast liegt er immer noch über 90 %	Der Wirkungsgrad bei Volllast liegt bei etwa 92 %, bei Schwachlast sinkt er jedoch stark auf unter 80 %.
Leistungsdichte	Das Volumen wird um 40 % reduziert und die Leistungsdichte um 50 % erhöht	Großes Volumen, gleiche Leistung erfordert größeren Bauraum
Dynamische Reaktion	Drehmoment-Reaktionszeit <5 ms, entspricht genau den Anforderungen zur Änderung der Propellerdrehzahl	Reaktionsverzögerung > 50 ms, was leicht zu Schwingungen des Antriebssystems führen kann
Lärm und Vibration	Elektromagnetische Störungen werden um 20 dB und mechanische Vibrationen um 30 % reduziert	Hochfrequente elektromagnetische Störungen sind erheblich und erfordern zusätzliche Schallschutzmaßnahmen
Anpassungsfähigkeit an die Umwelt	IP68-Schutz + salzsprühbeständige Beschichtung, bürstenloses Design eliminiert Funkengefahr	Die Schutzart ist im Allgemeinen IP55, Bürsten werden durch Feuchtigkeit leicht korrodiert
Wartungskosten	Bürstenlose/Schleifringstruktur, Wartungszyklus auf 5 Jahre verlängert	Bürsten werden alle 1-2 Jahre ausgetauscht und Lager regelmäßig gewartet

3. Innovative Anwendung von Permanentmagnetmotoren im Schiffsbereich

1. Vollelektrisches Antriebssystem

Anwendungsszenario: Integrierter elektrischer Antrieb von Luxuskreuzfahrtschiffen und Militärschiffen;

Vorteile: Wegfall herkömmlicher Antriebswellen, Verbesserung der Layoutflexibilität und Erreichen einer Antriebseffizienz von 85 %;

Fall: Das „Wonder of the Seas“ von Royal Caribbean verwendet 4×20 MW Permanentmagnet-Antriebsmotoren und spart so 15 % Kraftstoff.

2. Podded Propulsion Device (POD)

Technischer Durchbruch: Permanentmagnetmotor treibt Propeller direkt an, 360°-Vektorsteuerung;

Vorteile: Die Manövrierfähigkeit wird um 50 % verbessert und die Liegezeit im Hafen wird um 30 % verkürzt.

3. Hybridantriebssystem

Modusinnovation: Permanentmagnetmotoren arbeiten mit Dieselmotoren/Brennstoffzellen zusammen, um den Modus „Null Emission“ zu erreichen;

Fall: Das japanische Wasserstoff-Brennstoffzellenschiff „e5“ ist mit Permanentmagnetmotoren ausgestattet, hat eine Reichweite von 800 km und verursacht keine COXNUMX-Emissionen.

Permanentmagnetmotoren können branchenübergreifend gefördert werden.

Branche	Anwendungsszenarien	Hauptwert
Tiefseeausrüstung	Antrieb unbemannter Unterwasserfahrzeuge (AUV)	Hohe Leistungsdichte ermöglicht lange Flugzeiten mit einer Druckfestigkeit von 6000 m
Hafenmaschinen	Seilkranantrieb	Präzise Positionssteuerung (Fehler <1 mm), Energieverbrauch um 25 % reduziert
Meeresenergie	Gezeitenströmungsgeneratorsatz	Durch das Design mit niedrigem Drehzahl-Direktantrieb wird die jährliche Stromerzeugung um 30 % gesteigert
Polartransport	Hilfsantrieb für Eisbrecher	-40℃ Niedertemperatur-Startfähigkeit, Technologie zur Unterdrückung von Drehmomentschwankungen
Fischereifahrzeuge	Antriebssystem für Trawlerwinden	Hohe Überlastfähigkeit (200 % Nenndrehmoment für 1 Minute)

Fazit

Permanentmagnetmotoren verändern mit ihrer hohen Effizienz, Zuverlässigkeit und Umweltverträglichkeit die technische Landschaft der Schiffsantriebe. Von 10,000-Tonnen-Riesenschiffen bis hin zu Tiefseesonden erweitern sich ihre Anwendungsbereiche stetig. Mit der Weiterentwicklung der umweltfreundlichen Schifffahrt und der intelligenten Nachfrage wird die Permanentmagnettechnologie zur zentralen Triebkraft für die Schiffbauindustrie auf dem Weg in eine COXNUMX-freie Zukunft und wird ihr Potenzial in immer mehr High-End-Ausrüstungsbereichen entfalten.