3、空调、风机
变频空调和变频风机在陆地上的应用已屡见不鲜，但由于投资成本偏高、安装复杂等原因，变频技术在船舶空调和风机上的应用却寥寥无几。随着电力电子技术的不断发展和节能减排要求的提高，变频技术在船舶空调和风机的应用正逐渐增多。
在传统的船舶空调设计中，空调制冷与制热机组的容量是按照房间最大冷热负荷需求来确定，并且留有一定余量。这样无论用户负荷如何变化，各电机始终都在工频状态下的额定转速运行，虽然可以满足用户最大冷热负荷，但并不具备随用户负荷的变化而动态调节系统功率的能力，这样对于较小的用户负荷会造成很大的能源浪费。使用变频技术后，电机的输出功率随冷热负荷的变化而变化，可以在满足使用要求的前提下达到最大程度的节能要求。
此外，在船舶风机系统使用变频技术同样可以产生意想不到的节能效果，以意大利的Costa Serena号邮轮来说，ABB公司使用ACS 550变频器对其船上的所有风机进行节能改造并设计了风机变频解决方案（图2），据初步估算，在Costa Serena号上，一年节省的燃油约是1270吨，减少的CO2排放量约为4000吨，减少的NOX排放量约为72吨，同时由于减少了风机的操作次数和操作时间，延长了设备维修周期。
4、舵机系统
船舶在安全航行过程中，需要具有良好操纵性能的舵机来保持或改变航向，并且在船舶靠泊期间能迅速到达目的地。目前，在舵机的液压系统中，绝大多数液压泵是由异步电机拖动，电机在工频下按额定转速运行，执行元件所需的流量只能靠改变变量泵的排量来实现，这样就造成了在小流量时电机与泵仍需高速运转，不但使机件容易磨损，效率较低，而且系统的故障率也较高。
将变频技术引入到舵机的液压系统中，通过改变异步电机电源频率来调节电机转速，进而满足执行元件的速度要求。与传统的节流调速相比，采用变频调速的舵机液压系统回路效率相对较高，节能率在20%以上；如果应用回馈型变频器，制动负载时能量回馈电网，节能率在40%以上，这样不仅加强了舵机的机动性，减少了对电网的冲击，还实现了对变量泵的流量、转向实时调节，此外，通过取消换向阀、流量阀、压力阀，使得液压换向简单、可靠、平缓、冲击小、可靠性高、环境适应性强。
据了解，罗罗公司为中海油服公司设计的UT788CD型深水三用工作船“海洋石油681”采用了变频舵机系统，电动液压舵机型号为SV650-3（图3）。在整个方案中，每组舵机配有两个由变频电机驱动的双向变量泵，其中变频电机的额定功率为26kw，额定电压/频率为3x690V/60Hz。
5、吊机、绞车
起货机和绞车都是船舶上重要的甲板机械，按驱动方式来分，主要有液压式和电动式。液压吊机工作平稳，并且具有较好的制动能力，但其效率较低，加工精度要求很高，制造安装比较复杂，维护成本较高；电动吊机操作简单，维护成本低，省去了液压阀件，大大简化了液压管路，减少了液压油的泄漏源，但工作在传统定频下的电动吊车一般只能采用变极三档调速控制，调速范围十分局限。
变频驱动技术不仅能实现对转速无级调速，还可以发挥电动吊机更好的工作特性（表2），并且在较大的转速范围内，为电机提供较为均匀的转矩。此外，变频器还具有力矩验证、转矩记忆、转矩监视、抱闸控制等专用功能，在甲板机械领域显示出广阔的应用前景。
小结
目前，节能环保是大势所趋，各船舶公司也越来越关注降低环境风险、节省能源等航运理念。作为一种重要且极具潜力节能手段，变频技术已经在一些海洋工程船、破冰船、挖泥船、豪华邮轮、近海供应船、轮渡等船型中有一定程度应用。随着节能减排要求的日益严格以及船舶自动化水平的不断提高，相信未来变频技术在船舶领域的应用将愈加广泛。
来自中船重工经济研究中心