JPS6128558B2

JPS6128558B2 -

Info

Publication number: JPS6128558B2
Application number: JP15167678A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ooyama
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1986-07-01
Also published as: JPS5579798A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はプロペラ軸発電機を利用する船舶推
進装置の改良に関する。軸発電機そのものについては、これを非常の際
に推進電動機として利用するアイデアが知られて
いるが、電磁継手などを使用するため冷却方法や
効率の点で問題があり、回転機も巻線形交流機を
使用するものが多く、大容量になるとスリツプリ
ングの保守等で難点が指摘されている。一方、静止形周波数変換装置（サイリスタイン
バータ等）を利用した軸発電システムが実用化さ
れているが、一般に短絡電流を流す必要性から、
他励式インバータが使用される。しかし、この場
合は無効電力を系統に供給するための同期調相機
の運転が必要であり、この調相機は独立に装備す
ると不経済となる。また、可変ピツチプロペラ（CPP）をもつ船で
は主機回転数は一定であればよいが、通常、低ピ
ツチにおける安全性と操縦性能の観点から高速・
低速の２連制御とするのが一般的である。固定ピ
ツチプロペラ（FPP）をもつ船では、主機回転数
は操船の要求に応じて連続的に変えられる。そし
て、海面が穏やかな大洋航行中は、CPP船にし
ろ、FPP船にしろ、ほぼ一定回転数の運転が長時
間続くのである。ここでCPP船とFPP船の推進シ
ステムの問題を整理すると下記のようになる。 CPP船：一般に主機関の低速側では発電不可。船
内の他の発電機と軸発との並列運転も不可。 FPP船：専用の同期調速機が必要。主機関回転数
安定時も周波数変換装置を使用し、波形歪、効
率低下、信頼性低下の恐れがある。そこでこの発明はCPP船、FPP船の欠点を設備
的に無駄がないよう相互に補なうとともに、軸発
電機の１つを推進電動機として使用し、非常の際
に電気推進させるようにした船舶推進装置を提供
するものである。この発明の船舶推進装置は、推進用主機関の回
転をプロペラに伝達する歯車装置に嵌脱自在に制
御される第１クラツチを介して接続された第１の
交流回転機と、同歯車装置に嵌脱自在に制御され
る第２クラツチを介して接続され、且つ前記第１
の交流回転機に対し同期回転数に差をつけた第２
の交流回転機と、前記第２の交流回転機に嵌脱自
在の第３クラツチを介して接続され、前記第１の
交流回転機を発電機として使用する場合の発電機
駆動用原動機と、前記第１、第２の交流回転機の
電機子回路と電源母線との間に設けられる周波数
変換装置と、前記第１、第２の交流回転機の電機
子回路と電源母線とを直接接続する端子および前
記電機子回路を周波数変換装置を介て電源母線に
接続する端子とを有して周波数変換装置を運転モ
ードに従つて選択して前記第１、第２の交流回転
機のいずれか一方に任意に選択結合する切換スイ
ツチとを具備してなり、前記３つのクラツチは上
記切換スイツチの高速回転時、低速回転時、高速
安定時、低速安定時の運転モードに応じて第１、
第２の交流回転機の一方を軸発電として前記交流
回転機の一方を同期調相機とすることを特徴とす
る。つぎに、図示する実施例に基づいてこの発明を
詳しく説明する。第１図において、１は推進用主機関であり、こ
の動力は動力結合装置３を介してプロペラ４（可
変または固定ピツチを有する）に伝えられ、ま
た、歯車装置２を介して軸発電機に伝えられる。
歯車装置２には嵌脱自在のクラツチ１２を介して
交流回転機８が接続されるとともに、もう１つの
嵌脱自在のクラツチ１１を介して交流回転機７が
接続され、この交流回転機７にはさらにもう１つ
の嵌脱自在のクラツチ１０を介して発電機駆動用
モータ５が接続されている。これらの交流回転機７，８はいずれも軸発電が
主な用途であるが、交流回転機７は発電機駆動用
モータ５によつても駆動され得るし、同期調相機
にもなるものであり、また交流回転機８は推進用
電動機としても同期調相機としても使用可能であ
る。ただし、交流回転機７は交流回転機８よりも
同期回転数が高く設定されており、２速制御方式
のCPP船では、交流回転機７が高速側の主機関１
回転数に、交流回転機８が低速側の主機関１回転
数に夫々対応する。一方、交流回転機７，８の電機子回路には切換
スイツチ１３と周波数変換装置１４が設けられて
いる。切換スイツチ１３は、交流回転機７，８に接続
する端子１ａ，２ａと、周波数変換装置１４を介
して電源母線１８に接続する端子１ｂおよび周波
数変換装置１４を介さずに直接電源母線１８に接
続する端子２ｂとを備えている。そして、この切換スイツチ１３は後述する表の
６種類の運転モードが選択できるようになつてい
る。また、周波数変換装置１４は他励式インバータ
を使用し、軸発システムに使用するときは、その
中のサイリスタ点弧制御により不定周波数入力の
交流電力を一定周波数の交流出力に変え、また、
交流回転機８を推進電動機として使用するとき
は、入力部と出力部が逆になつて、同じくサイリ
スタの点弧制御により推進電動機の速度制御を行
なう。そのほか、この実施例では別の発電機セツトと
して、発電機駆動用モータ６と交流回転機９が備
え付けられている。なお、図中、１５，１６，１７は夫々電機子回
路に設けられた回路保護装置を示す。

【表】つぎにこの実施例の船舶推進装置の作用を上表
に基づいて説明する。 () 通常航海中、主機関１はほぼ定格回転数で
運転される。また、２速制御方式のCPP船では
高速側に設定される。この状態では運転モード
が選択され、交流回転機７は周波数変換装置
１４を介して一定電圧一定周波数の交流電力を
電源母線１８に供給する。周波数変換装置１４
は他励式インバータであつて、インバータおよ
び負荷への無効電力は、交流回転機８を同期調
相機として運転することにより、得られる。ク
ラツチ１０と１２は脱の状態、クラツチ１１は
嵌合状態にある。軸発電システムの回転数対出
力特性の一例は第２図に示すとおりで、回転数
が軸発電機同期回転数80〜110％で定格出力kw
を得ることができる。この例では低速側交流回
転機８の同期回転数は高速側交流回転機７のそ
れの80％の点にある。 () 通常航海中でとくに海面が穏やかな場合、
プロペラ４の回転数は変動が小さく、安定する
ので、切換スイツチ１３の運転モードをに選
ぶ。この場合は、交流回転機７の交流出力が周
波数変換装置１４を介さず直接電源母線１８に
供給されるので、周波数変換装置１４や複雑余
分な回路を経由することによる不都合、すなわ
ち波形歪、効率低下、信頼性低下等の不都合を
回避することができる。 () つぎに港内や狭水道航行の場合のように操
船安全上、主機関１を減速するときとか、ある
いは２速制御のCPP船で、低速側に設定すると
きは、切換スイツチ１３の運転モードをに選
択する。この場合の作用は交流回転機７と８が
入れ替るだけで前記と同じである。 () 同様に減速中で回転が交流回転機８の同期
回転数近傍で安定しているときは、運転モード
をに選ぶことにより、前記の通常航海中と同
様の作用を得る。さらに、この場合はクラツチ
１０を嵌合しておけば、交流回転機７はスタン
バイ交流発電機として発電機セツト６および９
と同様に、万一の場合に備えることができる。 () 主機関１に異常があつた場合は、クラツチ
１０と１２を嵌合し、１１を脱として発電機セ
ツト５および７、発電機セツト６および９を並
列運転する。結合装置３を切り離して切換スイ
ツチ１３で運転モードを選択し、周波数変換
装置１４で入出力を逆変換し、電源母線１８の
一定周波数の交流電力を所要周波数に変換して
交流回転機８に供給し、これを電動機として速
度制御する。これによつてプロペラ４が回転
し、船舶を推進させるのである。この発明の船舶推進装置は、上述した構成、作
用を有するため、 (1) 軸発電システムによる燃費節減が計れる。 (2) ２つの軸発電機を使用することによつて、広
範囲の主機関回転数で一定周波数を得ることが
できる。 (3) 主機関回転数が安定すれば、周波数変換装置
をバイパスするので、効率低下、波形歪、信頼
性低下等を防止することができる。 (4) 主機関に異常があつた場合、これを切離して
補助的に電気推進できる。等々、CPP、FPP軸
発船の欠点を補ない、長所を生した効率のよい
推進システムとなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の船舶推進装置
の構成図、第２図は同実施例の軸発電システムに
おける回転数、出力特性の関係を示す。１……主機関、２……歯車装置、４……プロペ
ラ、５，６……発電機駆動用原動機、７，８……
交流回転機、９……交流同期発電機、１０，１
１，１２……嵌脱自在クラツチ、１３……切換ス
イツチ、１４……周波数変換装置、１８……電源
母線。

Claims

【特許請求の範囲】

１推進用主機関の回転をプロペラに伝達する歯
車装置に嵌脱自在に制御される第１クラツチを介
して接続された第１の交流回転機と、同歯車装置
に嵌脱自在に制御される第２クラツチを介して接
続され、且つ前記第１の交流回転機に対し同期回
転数に差をつけた第２の交流回転機と、前記第１
の交流回転機に嵌脱自在の第３クラツチを介して
接続され、前記第１の交流回転機を発電機として
使用する場合の発電機駆動用原動機と、前記第
１、第２の交流回転機の電機子回路と電源母線と
の間に設けられる周波数変換装置と、前記第１、
第２の交流回転機の電機子回路と電源母線とを直
接接続する端子および前記電機子回路を周波数変
換装置を介して電源母線に接続する端子とを有し
て周波数変換装置を運転モードに従つて選択して
前記第１、第２の交流回転機のいずれか一方に任
意に選択結合する切換スイツチとを具備してな
り、前記３つのクラツチは上記切換スイツチの高
速回転時、低速回転時、高速安定時、低速安定時
の運転モードに応じて第１、第２の交流回転機の
一方を軸発電として前記交流回転機の一方を同期
調相機とすることを特徴とする船舶推進装置。