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1(1) L2EP Lille, , 8 Bd Louis XIV, 59046 Lille

Navire à propulsion électrique

Master ProGR2E

E. Semail1

Modélisation et commande des systèmes énergétiques

Version 2008-2009

1

2

Navire

à propulsion électrique

Un système complexe

à couplages mécaniques et électriques multiples

pour

OPTIMISER

les ressources

d’un système embarqué.

De l’électrique pour la souplesse de gestion

(Accès à l ’Intelligence du Silicium)

3

Des chiffres!! Alstom

4 PODS

Que

enm

ary

II 2004

1990

Extrait de documents Alstom, millennium%20series.pdf

Un tour d’horizon

4

Des chiffres!! Alstom

3 propulseurs de 2,35MW

2 POD de 19.5 MW

2 Turbines à gaz de 25 MW

1 turbine à vapeur de…

60 MW installé électrique

4 PODS

Que

enm

ary

II 2004

Un tour d’horizon

5

Extrait de document ABB

Un tour d’horizon

6

Diesels

Alternateurs

Modulateurs/armoires/ transfo

Une configuration à POD….ABB


Un tour d’horizon

7

Un tour d’horizon

8

ABB_azipod_n°3_1999_FRA

Un tour d’horizon

9

Sur le même thème par Siemens

Meilleure efficacitéhydrodynamique

Extrait de document Siemens

Un tour d’horizon

10

Structure de commande « classique » pour un POD

7J= Vnavire/ 2 π Ω D , D: diamètre hélice

Anti-patinage (ABS)

Eolienne

Induction

Un tour d’horizon

11

ABBreview+No+1+2000

Un tour d’horizon

12

Redondance - Fiabilité-

Mutualisation- Couplage

13

Un réseau simple…petite puissanceExtrait d’azipod.pdf, Project Guide for Compact Azipod Propulsion Systems

Redondance - Fiabilité- Mutualisation- Couplage

14

The Contra Rotating Propeller (CRP) Concept with a Podded Drive, Anders Backlund and Jukka Kuuskoski, (ABB Pod Oy)

MotorShip032000_paper_final.pdf

Machine hexaphasée

Un peu plus de redondance


15

Issu de l’article Mains Power Quality of Ships with Electrical Drives Simulations and Measurements de Stefan Iden

Wolfgang Rzadki, SIEMENS AG, D ship_PP00099.pdf, EPE2001 Graz, Grand Princess

De nombreuses redondances: couplages amont - aval

Puissance de court-circuit 520MVA

Puissance installée: 67.2 MW

(Moteurs 21 MW, 3kV, 150 tr/mn)

6 alternateurs/diesel de 11,2MW

13 MW éclairage et air

conditionné


16

Issu de l’article Mains Power Quality of Ships with Electrical Drives Simulations and Measurements de Stefan Iden

Wolfgang Rzadki, SIEMENS AG, D ship_PP00099.pdf, EPE2001 Graz, Grand Princess

De nombreuses redondances: couplages amont - aval

Puissance de court-circuit 520MVA

Puissance installée: 67.2 MW

(Moteurs 21 MW, 3kV, 150 tr/mn)

6 alternateurs/diesel de 11,2MW

13 MW éclairage et air

conditionné


17

Redondance par couplage aval mécanique par réducteur

Extrait_ abb_simulation.pdf


18 Extrait de Cours Usnavy_ch8.pdf

Comparatif structure traditionnelle/structure Integrated Power SystemMise en commun de ressources: Couplage


19

The Contra Rotating Propeller (CRP) Concept with a Podded Drive, Anders Backlund and Jukka Kuuskoski, (ABB Pod Oy)

MotorShip032000_paper_final.pdf; Autres systèmes de propulsion avec répartition différentes des puissances

Autres systèmes de propulsion avec répartition différentes des puissances

Gouvernail

Gouvernail- propulseur


20 Extrait de Cours Usnavy_ch8.pdf

Ressources partagées:

bus…de découplage DC; fiabilité/redondance


21

Plateforme pétrolière avec positionnement dynamique: commande synchrone des différentes hélices


22

Redonner une jeunesse…booster

ABB_marine_03_1997_fra


23

Lifting par Couplage mécanique aval ABB_marine_03_1997_fra


24ABB_marine_03_1997_fra

La souplesse et la rapidité de l’électrique pour épauler le

diesel … HYBRIDE


25

Extrait de document Siemens


26

Pour un meilleur rendement



27

Couplages amont/aval surtout électriques

mais aussi mécaniques

(plusieurs d’hélices, réducteur)

POUR:

• Plus de fiabilité (plusieurs générateurs, moteurs polyphasés,…)

• Plus de souplesse et de manoeuvrabilité (POD, contraPOD)

• Plus de rendement ??? (plusieurs hélices: meilleure couplage mécanique/mécanique (des fluides))

• Pour réduire les perturbations harmoniques (conduites): transformateurs àplusieurs secondaires (LCI) ou découplage par la commande (VSI-PWM)

• Pour un « lifting »

Résumé


28

Réseau:

Adaptation offre/demande

Réseau faible:

Pollution harmonique conduite

29

Pour moins de pollution électrique conduite

Adaptation offre/demande. Pollution harmonique conduite

30

ABB Review Article Issue-No: 6/98


31

LCI …

triphasé …

Hexaphasée

PWM-VSI …triphasé …hexaphasée

Extrait de cours NTNU


32

Contrôle d’un alternateur



33

Différentes configurations…différentes stratégies



34

Différentes configurations…différentes stratégies



35 Contrôle Multi-machinesExtrait de cours NTNU


36

Gestion du réseau…

Gestion des couplages énergétiques

Résumé

Modélisation orientée « Couplage énergétique »


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