Ulstein Tenfjord ART.5801-SD100C 是乌斯坦集团旗下Tenfjord品牌生产的一套船用轴带发电机系统的核心控制与功率转换模块。该系统通过船舶主推进轴系的机械能驱动发电机，在船舶定速航行期间为全船电网提供电力，从而减少或替代辅助柴油发电机运行，是实现船舶节能减排、降低运营成本的关键装备。
应用场景：
在一艘新建的8500TEU大型集装箱船上，主机（低速二冲程柴油机）在定速航行时功率输出稳定，而传统配置的3台辅柴油发电机（柴发）仍需至少运行1-2台以满足船舶日常用电需求，燃油消耗和排放居高不下。该船创新性地集成了 Ulstein Tenfjord ART.5801-SD100C 轴带发电机系统。当船舶进入远洋定速巡航状态后，系统通过离合器接合，利用主推进轴剩余功率驱动一台大功率同步发电机。ART.5801-SD100C 模块作为系统“大脑”和“心脏”，实时精确控制发电机励磁与功率输出，使其与船舶电网无缝同步并联，并接管全部或大部分电网负荷。系统上线后，在典型航速下，可完全关闭所有辅柴发，仅靠轴发供电，预计每年节省燃油超过1000吨，减少二氧化碳排放约3200吨，并大幅降低辅机维护成本和机舱噪音，完美解决了远洋船舶“大马拉小车”的能源浪费痛点，直接助力船东应对日益严苛的能效与排放法规。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
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产品型号 | ART.5801-SD100C |
制造商 | Ulstein Tenfjord（乌斯坦集团旗下品牌） |
产品类别 | 轴带发电机系统控制与功率模块 |
系统额定功率 | 适用于约1000-1500kVA级别的轴带发电机系统（具体匹配主机功率） |
输入源 | 主推进轴机械能（转速可变，通过齿轮箱增速） |
发电机类型 | 控制同步发电机（带旋转整流器或无刷励磁） |
输出特性 | 稳定的三相交流电（如440V/60Hz或690V/60Hz等），功率因数可调 |
核心控制功能 | 恒频/恒压控制、自动同步并网、负荷自动分配与转移、功率限制与优化 |
功率电子器件 | 集成大功率可控硅整流器/逆变器，用于励磁控制和可能的变频驱动（PTO/PTI模式） |
运行模式 | PTO（Power Take-Off，轴带发电）为主，部分系统支持PTI（Power Take-In，电动助推） |
电网兼容性 | 可与柴发、储能系统等并联运行，实现综合电力管理 |
通信接口 | 支持主流现场总线（如CAN, Profibus, Modbus TCP/IP）与船舶集成监控系统对接 |
防护等级 | 模块通常为IP22或更高，适应机舱环境 |
技术原理与创新价值：
创新点1：自适应轴速变化的恒频恒压控制技术。 船舶主机的转速会因海况、负载而波动，导致推进轴转速变化。ART.5801-SD100C 系统的核心创新在于其先进的控制算法。它通过高精度传感器实时监测轴速，动态调整发电机励磁电流（对于同步发电机）或通过后端电力电子变频器（对于某些配置），确保在宽范围的轴速输入下（例如，从主机额定转速的60%到105%），发电机始终输出频率和电压高度稳定的高品质电能，满足船上精密设备的要求。
创新点2：无冲击智能并网与负荷无缝转移逻辑。 系统具备全自动的同步并网功能。当满足发电条件时，ART.5801-SD100C 自动调节待并发电机的电压、频率和相位，使其与船舶电网精确匹配，实现“无冲击”合闸。更为关键的是，在轴发投入和退出的过程中，其内置的负荷转移控制器能平滑地将负荷从柴发转移到轴发，或反向操作，确保船上电力供应连续稳定，无任何电压闪变或频率波动，这一过程对船舶自动化电站的稳定性至关重要。
创新点3：集成化功率管理与能效优化策略。 该系统不仅是发电机控制器，更是一个智能的能源管理器。它可与船舶能量管理系统集成，根据主机负荷、电网需求和燃油价格等因素，自动计算并执行最优的运行策略。例如，在主机负荷较低时，自动限制轴发功率输出，确保主机有足够功率储备应对风浪；或在燃油价格高时，最大化轴发出力以节省辅机燃油。通过 ART.5801-SD100C，轴发从简单的“发电设备”升级为船舶综合能效体系的“主动优化节点”。
应用案例与行业价值：
案例一：大型豪华邮轮混合动力系统集成。
一艘新建的绿色环保邮轮，除了追求舒适性，更将节能减排作为核心设计指标。该船采用了柴电推进与轴带发电相结合的复杂混合动力系统。其中，Ulstein Tenfjord ART.5801-SD100C 系统管理的轴带发电机扮演了关键角色。在海上巡游日，主机以高效转速运行驱动螺旋桨，同时通过轴发产生高达数兆瓦的电力，满足全船酒店负荷（空调、照明、娱乐设施）的绝大部分需求，显著减少了专门用于发电的柴油发电机运行时间和数量。船东技术总监表示：“ART.5801-SD100C 系统的稳定性和智能控制，使我们能够安全、高效地利用主机的‘剩余能量’。它不仅降低了我们的燃料账单和碳排放，更减少了机舱的噪音和振动，提升了乘客的舒适体验，这是一笔非常成功的投资。”
案例二：远洋运输散货船的节能改造。
一艘船龄10年的好望角型散货船进行节能技术改造，加装了 Ulstein Tenfjord ART.5801-SD100C 轴带发电机系统。改造后，在满载定速航行（约85%主机负荷）时，轴发可提供约800kW的稳定电力，足以支持船舶日常运营，从而关停一台辅柴油发电机。经过一个完整年度的运营数据对比，该船平均每日节省燃油约3.5吨，年节省燃油超过1200吨，投资回报期小于3年。船长在报告中特别指出：“这套系统的自动化程度很高，几乎不需要船员额外操作。SD100C 控制器运行可靠，与原有电站系统的集成非常顺畅，极大地减轻了轮机员的工作负担，同时带来了实实在在的效益。”
相关产品组合方案：
一套完整的轴带发电机系统围绕 ART.5801-SD100C 控制模块，包含以下关键组件：
增速齿轮箱：将低速的主轴转速提升至发电机所需的高转速。
同步发电机：与 ART.5801-SD100C 匹配的无刷同步发电机。
自动离合器：用于在需要时连接或脱开轴系与发电机（例如在机动航行或低速时脱开）。
功率变频器（如适用）：在需要PTI（电动助推）功能或更宽转速范围发电时，用于进行AC-DC-AC转换。
励磁系统：由 ART.5801-SD100C 控制的旋转整流器或无刷励磁机。
并网开关柜：包含发电机断路器、同步检查、保护继电器等。
系统操作面板：本地控制与状态显示单元，集成在 ART.5801-SD100C 或独立安装。
船舶能量管理系统：上层管理系统，向 ART.5801-SD100C 发送功率设定值等优化指令。
扭振分析仪：用于系统集成前评估和监测轴系加装设备后的扭转振动情况，确保安全。
安装维护与全生命周期支持：
Ulstein Tenfjord ART.5801-SD100C 系统的安装是一项复杂的工程，需在船舶设计或进坞改造时进行，涉及主机舱布局、轴系对中、齿轮箱安装、控制系统集成等多个专业。通常由乌斯坦Tenfjord或授权集成商提供全程技术支持，从前期可行性研究、系统设计到现场安装调试。
日常维护主要是对控制系统模块的例行检查（如清洁、紧固接线、检查冷却）、对发电机和齿轮箱的常规保养（如轴承润滑、绝缘检查）。ART.5801-SD100C 控制器具备完善的自诊断功能，能记录运行数据、报警和事件，便于故障排查。
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