大型海工作业船舶经常需要在复杂海洋气象环境中进行精确定位，克服风、浪、流对船体作用而产生的漂移。在浅水海域一般可用锚泊系统来定位，而在深海通常多用动力定位系统。
实际船舶动力定位过程中, 船体与螺旋桨的水动力性能相互影响难以分割，完整考虑这些相互影响, 将使得船舶螺旋桨设计异常复杂。本文就目前大型海工船舶航行和动力定位时涉及到的推进电机和螺旋桨匹配，探讨推进电机和螺旋桨的转速、功率和推力有关问题，并以某海工船动力定位时推力不足为起因，从而论证大型海工船推进器螺旋桨的设计和选型匹配。
该船设计有8个对称分布的全电力推进螺旋桨，船舶尾部设计有两台5500KW主推进器，四台3500KW可伸缩推进器合理布置中船底位置，此外还有两台1500KW艏侧推；中压发电机产生6600V电压经中压配电馈电到西门子变频器，从而驱动知名品牌LL的全回转螺旋桨。
在首次实际船舶海试过程中，动力定位时，我们发现推进器的转速和功率没有达到额定值而推力负荷却达到满负荷；
作为以动力定位为主的大型海工船来说，建造过程中需要进行船舶动力定位能力分析和动力定位能力实效验证，然后需要将测量到的实际转速和实际功率等数据输入到动力定位控制计算机中进行船舶模型的建立，以便在船舶动力定位作业时根据DP计算机内部的船舶模型，并综合外部传感器采集到风速风向、船舶位置和艏向、船舶吃水、发电机状态、母排主开关状态和电站消耗、推进器配置模式以及各种设定值等实时数据，进而控制每个推进器的矢量推力和方向从而保持船舶位置；实际上如果当扭矩限制在原设计值时，推进器转速和功率无法达到设计值，这样会导致船舶的定位能力下降。
对于推力不足问题，推进电机的转速和功率均没有达到额定转速和功率，但是推力扭矩却已经达到最大限制值；为判断故障点，在排除水下探摸船体和螺旋桨的光洁程度正常，推进系统安装正常外，无非就是推进电机及变频驱动控制系统、螺旋桨不正常导致推力不足。
鉴于电力驱动系统可以调整限制，包括电流、转矩和功率等，根据本船船体、螺旋桨、系统三方的匹配关系，确定适当放开驱动系统的电流、转矩限制，而保持额定功率不变。
黄河口“短穗花鼓”的历史嬗变和文化内涵…………………………………………………………………………李志强（2.83）
高等教育作为现代国民教育序列中顶端的组成部分，其教育质量和教育水平很大程度上决定着我国教育现代化的进程，当前逐步开始朝着“内涵式发展”的方向转型。在此，正如党的十九大报告对高等教育发展所要求的，进一步“加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展”［1］。高等教育供给侧改革指的是一种注重从高等教育的内部结构优化、以质量为核心，确保高等教育质量能够整体上充分适应中国特色社会主义道路发展的改革思路。
具体测试方案，船舶首部抛一个航行锚作为系柱点，船舶随水流向稳定，在风速、流速满足试验的情况下，逐步对某一个测试推进器按照从零转速逐步增加50RPM情况下测量电压、电流、功率、功率因数（最大功率时）、扭矩，绘制相应的曲线，同时西门子实时输出采集的波形曲线并查看研究转速时的电压电流波形曲线（含转速给定、转速反馈），判断电压电流是否被限制过度。根据试验数据绘制相应的电力曲线，并查看最大转速时的电压、电流等波形曲线，同时检查功率、转速和电流是否能够升高。另外检查第三方专业机构所测试的转速、扭矩、功率，与西门子的测试数据形成对比表进行分析及修正。然后由西门子工程师利用西门子变频器软件工具starter从限制额定电流开始逐步放开电流120%,130%,150%限制，以及放开5%，8%的转矩限制，测量相关数据绘制曲线。以主推进器为例，放开推进器驱动系统的转矩限制逐步从70KN到74KN时，使螺旋桨发挥出额定的推力。
本次试验数据是基于零航速下测试的数据，对于主推进器动力定位相关数据获取，西门子驱动系统首先按照额定值测试一系列数据；然后逐步放开转矩/功率/电流限制后测试一系列数据。
2）点、线、面的投影部分。由于点的投影是线的投影的基础，而线的投影又是面的投影的基础，故点的投影设置三个学习任务，线的投影设置两个学习任务，面的投影设置一个学习任务。点的投影的学习任务的知识点分别是点的三视图投影、点的投影特性、点的位置关系判断。线的投影的学习任务的知识点分别是线的投影及辅助线的使用、线的位置关系判断及辅助线的使用。面的投影的学习任务是面的投影及辅助线的使用。
通过理论分析可以得出主推结论：基于桨设计功率需求曲线和实际功率需求曲线的对比信息可以看出，在不同速度点下，实际功率需求高于设计功率需求。基于桨设计转矩需求曲线和实际转矩需求曲线的对比信息可以看出，在不同速度点下，实际转矩需求高于设计转矩需求。根据试验数据，每个桨所需扭矩均较原设计值大了很多，在额定功率达到时，主推T7T8超过4-5%。
通过上述西门子推进电机控制数据获取和分析可知，在放开推进电机的扭矩限制后，推进电机转速和功率均能达到额定转速和功率。
综上所述，笔者结合江苏宁靖盐高速公路有限公司开展基层思想政治工作的实际，从教育引导、督促推动等方面，深入探讨发挥高速公路公司站区长在思想政治工作中的作用的措施，为基层思想政治工作“鼓与呼”、“唱与和”提供参考。
电机重载情况下（如图1所示），设计机桨匹配点H点往左边偏移至B点，B点即为机桨所能达到的最高转速点。此时电机所能提供的最大转矩为MH,电机最大转速为nB＜nH。也即重载配合时，电机已经达到该转速下最大转矩值 MH，但转速不能达到额定转速nH，故电机不能发出额定功率 NH，只能发出部分功率NB。如要使电机转速达到额定值，机桨匹配点将移至B’点，此时MB’＞MH，NB’＞NH ，电机将严重超负荷，不能正常运行。因此，螺旋桨必须进行扭矩限制。
对于推进电动机最重要的是防止电动机超负荷，推进电机工作转速必须低于最高点B点的转速nB。
赵东方 男，1995年生于云南昆明，现为西安交通大学计算机系硕士研究生.主要研究方向为FPGA性能优化.
图1 机桨非正常配合示意图
由于螺旋桨是按本身的特征线运行，不能全部吸收的来至电动机的功率、转速、扭矩，只有在额定状态下，才能全部吸收的来至电动机的功率、转速、扭矩，即功率、转速、扭矩同时达到额定值。重载配合时推进电动机不能发挥出额定转速和额定功率，相应的螺旋桨就不能吸收到全功率，推力就不足，由此定位模式下导致达不到设计时的定位能力。
根据螺旋桨的水动力特性，螺旋桨阻力矩Mp达到额定极限，功率和转速未到达额定值、没有达到设计点。原因无非有二：
（1）舰船的阻力系数 K R。若舰船阻力系数 K R 越大，相对进程λ P 越小，螺旋桨转矩系数 K 2 变大，船舶阻力系数Kr，取决于船体的排水量、线型、污底程度、拖带情况、航道情况、海情（风浪大小）等因数。
（2）螺旋桨的直径 D。若螺旋桨的直径D误差超过设计值（通过螺旋桨的直径D的5次方关系影响螺旋桨转矩），也会导致螺旋桨特性曲线变陡。
综合评估，在排除推进装置安装不当引起的推力附加损失，以及螺旋桨叶面脏污外等，导致该现象的主要原因是螺旋桨的阻力距过大，也就是螺旋桨偏“重”。
设计院船体进行相关推进系统的推算，一般商船是按照选型好的主柴油机功率，再来选择螺旋桨；而电力推进的海工船，恰恰相反，即：
A.设计院根据计算和船模实验提供推进所需的推力值；
B.螺旋桨厂家根据推力值配置相应的桨直径和转速，进一步计算出推进器的所需扭矩；
2.2.2 3组小鼠用力呼气时间比较 3组小鼠在6、18、36 h后的用力呼气时间比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见图2b。
C.推进电机厂家根据螺旋桨厂家提供的扭矩和相应的转速，计算出推进所需的电机功率。
本文论述了本船在动力定位工况下和航行工况下螺旋桨的工作特性，根据试验数据分析了造成本船动力定位时推力不达标的可能原因。
我从研究会刚成立就有幸参入进来，那时年轻，就担任了青年理事会理事长，1995年担任研究会常务理事，2009-2015年担任研究会副理事长。只是尽了一点绵薄之力，更多的是从研究会的各届领导和众多专家那里深受教益。我感觉，中国社会经济系统分析研究会的工作是相当出色的，成绩是非常卓著的。这些成绩的取得，很大程度上要把源头追溯到钱老的系统学讨论班，那是智慧之源、方法之源、动力之源。
本文也深层次揭示了在大型海工船螺旋桨设计和选型过程中，既要保证动力定位所需要的推力需求，又要兼顾航速要求，对航速技术指标可以提前进行船模验证并及时采取措施修正，但是在动力定位状态下对船机桨配合关系目前却没有更好的方法去效验，因此两者匹配时要保证动力定位模式下留有适当的推力余量，期望相关专业人士对大型海工船螺旋桨选型和设计引起注意并作出优选的判断。
参考文献：
[1]吴家明,庞文洋,曾凡明.舰船动力装置原理.国防工业出版社.2009.2.
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