Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 30/11/2025 Origine: Sito
Il passaggio alla propulsione elettrica è guidato dagli obiettivi di decarbonizzazione e dalla richiesta di una maggiore efficienza operativa . Le principali tendenze che stanno rimodellando la rete elettrica marina includono:
Le navi moderne stanno adottando sempre più reti CC rispetto ai tradizionali sistemi CA.
Vantaggi : i sistemi CC eliminano la necessità di grandi trasformatori principali e di complesse sincronizzazioni, risparmiando peso e spazio . Consentono un'integrazione superiore dello stoccaggio dell'energia della batteria (BESS) e dei generatori a velocità variabile.
Evoluzione del trasformatore : questa transizione sposta il ruolo del trasformatore da semplice componente a frequenza di linea a componente specializzato di convertitore C -CC o trasformatore a stato solido (SST), fornendo isolamento galvanico ad alta frequenza tra diverse sezioni di tensione del bus CC.
Le navi utilizzano una combinazione di fonti di energia (motori, batterie, celle a combustibile).
Requisito : Ciò richiede la capacità di aumentare la potenza ad alta tensione dai generatori principali e di ridurla a varie tensioni utilizzabili (ad esempio, $ 6,6 ext{kV}$ fino a $ 450 ext{V}$ per carichi ausiliari o 'energia alberghiera').
Ruolo del trasformatore : i trasformatori di distribuzione sono indispensabili per creare queste varie isole di tensione per diversi sistemi di bordo (azionamenti di propulsione, eliche di prua e carichi a bassa tensione).
I trasformatori sono vitali a tre livelli critici: integrazione del sistema di propulsione, , protezione della qualità dell'energia e sicurezza/isolamento.
| Ruolo | Funzione nella propulsione elettrica | Tecnologia chiave |
| I. Mitigazione armonica | Per proteggere la rete principale della nave (generatore e quadro elettrico) dalle correnti armoniche iniettate dai grandi azionamenti a velocità variabile (VSD) per la propulsione. | Trasformatori raddrizzatori a sfasamento (ad esempio, 12 impulsi, 24 impulsi). |
| II. Adattamento della tensione | Per abbinare l'elevata tensione di uscita del sistema di generazione di energia principale alla tensione di ingresso specifica richiesta dai convertitori di potenza del sistema di propulsione. | Trasformatori di isolamento per propulsione/trasmissione. |
| III. Isolamento galvanico | Per isolare elettricamente i sistemi critici (come i collegamenti di alimentazione da terra o gli azionamenti ad alta tensione) dallo scafo della nave e da altri circuiti, prevenendo scosse elettriche e corrosione galvanica. | Trasformatori di isolamento marino. |
Fornitori di alto livello come ABB gestiscono le sfide dell’elettrificazione marina, in particolare la qualità dell’energia , implementando una tecnologia avanzata dei trasformatori:
L'uso diffuso dell'elettronica di potenza (inverter e raddrizzatori) nella propulsione elettrica provoca una grave distorsione armonica che può portare a surriscaldamento, danni alle apparecchiature e instabilità del sistema.
Strategia dello sviluppatore principale: trasformazione multi-impulso
ABB e altri utilizzano trasformatori multi-avvolgimento a sfasamento (ad esempio, configurazioni a 24 impulsi) nella parte anteriore dei loro azionamenti di propulsione.
Meccanismo : il trasformatore crea uno sfasamento preciso tra più avvolgimenti secondari. Quando la corrente proveniente da questi avvolgimenti sfasati viene combinata, le correnti armoniche di ordine inferiore (come la 5a e la 7a) vengono naturalmente cancellate.
Risultato : ciò garantisce che l'energia prelevata dalla rete principale della nave abbia una distorsione armonica totale (THD) significativamente inferiore , in conformità con le rigide regole della società di classificazione marina.
I trasformatori marini devono resistere a gravi fattori di stress operativo. Tutti i trasformatori marini, siano essi sfasati, di distribuzione o di isolamento, devono essere costruiti per resistere alle vibrazioni costanti , all'elevata umidità/nebbia salina e ai cicli termici estremi presenti nella sala motori di una nave. I migliori sviluppatori si affidano a caratteristiche di progettazione specializzate (come strutture rigide integrate e isolamento di alto livello) per garantire longevità e sicurezza in questo ambiente altamente esigente.
Integrando questi trasformatori specializzati, gli sviluppatori possono garantire che i sistemi di propulsione ad alta efficienza, come l' Azipod® , funzionino in modo sicuro e affidabile senza compromettere l'integrità della rete elettrica complessiva della nave.
Sfruttando una vasta esperienza di collaborazione con produttori rinomati come ABB, Siemens e Fuji nella produzione di trasformatori raddrizzatori a sfasamento per convertitori di frequenza a 24 e 36 impulsi, CEEG ha sviluppato trasformatori raddrizzatori a sfasamento a 12 e 24 impulsi appositamente progettati per i sistemi di propulsione elettrica marina. Inoltre, la nostra esperienza nella progettazione di trasformatori marini consente ai trasformatori di affrontare con successo le sfide poste dal difficile ambiente marino. Il CEEG rappresenta una forza emergente nel far fronte a questa significativa transizione verso l’elettrificazione.
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