1.1 课题研究目的及意义

随着电力电子技术的高速发展以及大功率交流电机变频调速技术日趋成熟，船舶电力推进技术在国内外受到高度重视并得以迅速发展。船舶电力推进系统具有许多传统推进系统无法比拟的优势，是目前国内外船舶行业研究的热点。电力推进作为一种有别于传统常规推进的新形式，目前已经在船舶领域得到了较为广泛的应用。根据当前发展趋势来看，电力推进将成为今后船舶制造行业的主流发展方向。因此，深入研究船舶电力推进电气系统极具有重要意义。船舶电力推进系统通过柴油机或燃气轮机带动发电机发电，所发电经配电板配电并传输至电力变换单元进行调压、变频、整流、逆变后，最终输送至推进电机及船上其他用电设备，以保证船舶正常航行和船上各用电设备的正常运作。相较于柴油主机推进方式，船舶电力推进系统增加了变频器、能量装换装置及推进电机等，由此带来的系统安全性和可靠性要求也越来越高。

在船舶行业中，采用电力推进系统的船舶在很多方面明显要优于传统机械推进船舶，表现在经济性，环保型，安全稳定性各个方面：(1)经济性好，综合电力系统维护费用低，油耗较小；(2)噪声低，原动机恒速运转，结构噪声小，尤其是取消了齿轮箱，降低了振动噪声；(3)安全可靠性好。

但由于船舶电力推进系统结构复杂，因而它发生的故障通常具有不确定性和相关性。若由专业的维修人员进行维修，不仅代价昂贵，而且有可能发生维修人员未知的或未能解决的故障的情况。尤其是当船舶在海上航行时，假如系统发生故障，则会对航行产生较大的影响。通过建立相应的船舶电力推进系统故障诊断系统则能有效地避免上述现象并解决这一问题。

本课题将主要针对于应用在船舶上的电力推进电气系统的故障诊断技术及方法开展研究，归纳总结及分析现有船舶电力推进系统中各组成设备故障诊断与预测技术发展的问题，并能对进一步的研究课题及发展给出一定的指导意见，最终完成论文写作。

1.2 国内外研究现状

俄国科学家于 1838 年首次提出了“电力推进”的设计相关理念，之后美国在 1908 年设计并建造了世界上首艘采用直流电力推进的船舶，这表明船舶电力推进技术首次被有效运用于实际之中。在20世纪80年代之后，船舶的电力推进系统经历了一个飞速发展的黄金时期。我国对于这方面的研究起步较晚，进入21世纪后，为了提升整体国力，电力推进系统在国内开始得到了关注重视。2006 年，由我国首次独立设计制造的电力推进船“烟大号”火车轮渡船投入运行。与此同时其他各国也在进一步提升电力推进系统的性能，不断提出新的构想。

最为人所熟知的例子是船舶综合电力推进系统（IPS）。它是由美国国防部及海军提出的一个全新的概念，下一代的舰船集成系统将基于此来设计。这个系统的主要优点在于集成度较高，可以做到把全船的电力能量集中供应于某一个部分，从而使得船舶的整体工作效率大幅度提高。还有一些人正在大力提倡推进船舶永磁同步电机电力推进系统的发展，该系统也能使船舶的整体运行效率大幅上升。根据目前世界各国关于电力推进系统的研发思路，未来的船舶电力推进系统将会主要向着下述几个方面发展：

（1）采用开放式系统结构，使得系统具有广泛的通用性，能够最大程度上节约能源，提高利用效率；

（2）对区域配电技术展开进一步的研究，满足舰船通用化的需求；