Azirec-järjestelmän suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin ABB Oy Marinen Propulsion Products -yksikölle. Työn tarkoitus oli suunnitella Azirec-järjestelmä, josta tulee uusi lisäoptiotuote. Azirec-järjestelmä turvaa laivan kääntöjärjestelmän keskeytymättömän toiminnan blackout-tilanteessa laivalla. Azirec-järjestelmä suunnitellaan Azipod XO -ruoripotkurille.

Opinnäytetyö aloitettiin perehtymällä Azipod-ruoripotkurin ja sen kääntöjärjestelmän toimintaan. Tämän jälkeen sovellettiin luokituslaitoksien vaatimuksia Azirec-järjestelmän suunnitteluun. Seuraavaksi tutustuttiin aikaisempaan Azirec-järjestelmään, joka on käytössä hydraulisessa kääntöjärjestelmässä. Sen pohjalta suunniteltiin Azirec-järjestelmä sähköiselle kääntöjärjestelmälle. Suunnitteleminen aloitettiin laskemalla lähtötiedot, joiden avulla mitoitettiin sopiva DC-UPS-järjestelmä. Lähtötiedot laskettiin useammalle erikokoiselle ruoripotkurille. DC-UPS-järjestelmälle valittiin sopivan tyyppinen ja kokoinen akusto.

Suunnittelemisen aikana oltiin yhteydessä markkinoilla olevien laitevalmistajien kanssa, jotka tarjosivat erilaisia ratkaisuja Azirec-järjestelmän toteuttamiseen. Opinnäytetyössä esitetään kolmen eri laitevalmistajan tarjoamia ratkaisuvaihtoehtoja Azirec-järjestelmälle.

Azirec-järjestelmästä yritettiin suunnitella yksi vakiokokoinen laitteisto. Ongelmaksi tuli kuitenkin se, että laivan sähköverkon jännitetaso vaihtelee, mikä vaikuttaa akkujen määrään DC-UPS-järjestelmässä. Tämä johti siihen, että Azirec-järjestelmä suunnitellaan ja tuotteistetaan projektikohtaisesti vakiotuotteen pohjalta. Azirec-järjestelmän poikkeuksellisen suuren DC-UPS-järjestelmän jännitetason vuoksi useampi laitevalmistaja ei kiinnostunut laitteen tuotteistamisesta. Järjestelmää tehdään harvoin, minkä vuoksi isommat yritykset eivät kiinnostuneet tuotteesta. Pienet yritykset eivät halunneet ottaa vastuuta laitteiston toimivuudesta ja rakenteen kestävyydestä.

Työssä ei esitetä varsinaisia mitoituslaskelmia vaan esitetään ainoastaan laskenta mene-telmät. Työssä ei esitetä myöskään kustannuslaskelmia.

Luku 8 ja liite 3 on poistettu julkisesta versiosta. Ne sisältävät laitevalmistajien tarjoamat vaihtoehdot ja järjestelmän valinnan, jotka ovat yrityksen luottamuksellista aineistoa.

This thesis was made for the Propulsion Products unit of ABB Oy Marine. The purpose of the thesis was to design an Azirec system, which will be a new optional product. The Azirec system secures the Steering system and gives the system uninterrupted steering ability in blackout situations on the ship. Azirec system is devised to Azipod XO rudder.

The thesis began with getting acquainted with the Azipod rudder and its Steering system. After that, the classification societies’ requirements for Azirec system were applied in the system design. The next step was to get acquainted with the previous Azirec system which was designed to the Hydraulic Steering system. The new Azirec system was designed to the Electrical Steering system based on the previous Azirec system. The design began with calculating the initial data for different sizes of Azipod units. The initial data was used to dimension DC-UPS systems for Azirec system. The dimensioning included also choosing the suitable type and size of batteries for the DC-UPS system.

During the Azirec design work, there was cooperation with the manufacturers on the market which offered different solutions for Azirec system. This thesis presents three of the offered solutions.

The initial plan was to design one regular size Azirec system. However, the ships electrical network’s voltage level changes between ships and this effects the amount of the batteries in DC-USP system. This leads to project-specific design and production. Azirec system’s DC-UPS system has a high voltage level which leads to difficulties in finding a manufacturer. Because this product is not mass-produced, the big manufactures are not interested in producing it. Small manufactures are not willing to carry the responsibility of the product’s performance and assembly’s strength.

This thesis presents the principles for dimensioning but not the actual dimensioning data. Also the calculation of costs is not a part of this thesis.

Chapter 8 and enclosure 3 are deleted from the public version. They include company confidential information such as the solutions offered by the manufactures and the choice of the system for Azirec.