JPS6313893A - 推進負荷推定用演算装置付き電気推進船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気式推進装置を装備した電気推進船に関し
、特に、上記電気式推進装置における推進負荷を推定し
うる演ａ′ｔｃ匠をそなえた電気推進船に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電気推進船においては、電気式推進装置が装備
され、この電気式推進装置には発電機が接続されている
。

この発電機は、電気式推進装置における推進負荷に対応
して上記電気式推進装置への給電を行なうものであり、
負荷制御装置によって発電量等を制御される。

なお、船内には、上記電気式推進装置以外にも電気式の
機器が多数そなえられる場合がある。そこで、各機器の
船内電気負荷に対応した給電を上記発電機により行なっ
てもよいし、上記発電機以外に複数台の発電機をそなえ
るようにしてもよい。

このように複数台の発電機をそなえる場合、上記の推進
負荷および船内電気負荷に応じ発電機の運転台数を制御
する運転台数制御装置がそなえらねるや 上述の電気推進船において、そのプロペラ回転数を変更
制御する場合には、操縦室から電気式推進装置へプロペ
ラ回転数変更の制御信号を送出する。そして、同制御信
号に基づいて電気式推進装置を作動させ、所定のプロペ
ラ回転数への変更制御が行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような電気推進船では、例えば電気式推
進装置のプロペラ回転数を増加させた場合、同電気式推
進装置における推進負荷が大きくなるので、発電機から
電気式推進装置へ供給する電力量を増加させるべく、発
電機を負荷制御装置により制御する必要がある。

しかしながら、在米の電気推進船では、上述のような発
７１暇の制御は、電気式推進装置における推進負荷を実
際に検知してから行なわれるため、発電機の電力量が増
加するまでの開に、円滑な給電を行なえなくなって、電
力量の不足により電気式推進装置のみならず船内の電気
式機器等の作動にも支障をきたすおそれがある。

また、電気式推進装置のプロペラ回転数を減少させた場
合、発電機の電力量を減少させる必要がある。この場合
、上述のような電力量の不足を生じることはないが、発
電機の電力量が減少するまでの開に、余剰電力が生じる
ことになり、省エネルギやｙｉ済性の点から観て好まし
くない。

本発明は、これらの問題点の解決をはかろうとするもの
で、プロペラ回転数の変更制御に伴う推進負荷を推定し
、この推定推進負荷に基づきプロペラ回転数の変更制御
とほぼ同時に発電機の負荷制御を行なえるようにして、
推進装置を支障なく作動させるとともに、経済的な運航
を可能にした、推進負荷推定用演算装置付き電気推進船
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の推進負荷推定用演算装置付外電気推
進船は、船舶に装備されたプロペラと同プロペラを駆動
するための電動機とからなる電気式推進！ｉ置と、同電
気式推進装置における推進負荷に対応して同電気式推進
装置へ給電しろる発電機と、同発電機の負荷制御装置と
をそなえた電気推進船において、上記負荷制御装置へ指
示プロペラ回転数に対応する推定推進負荷信号を供給す
る演算装置が設けられ、同演算装置が、プロペラ回転数
と推進負荷との関係式を記憶する記憶部と、指示プロペ
ラ回転数を上記関係式へ代入して推進負荷を推定する演
算部とをそなえて構成されたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明の推進負荷推定用演算装置付き電気推進船
では、プロペラ回転数の変更制御時には、指示プロペラ
回転数が演算装置に入力され、開演ｇ装置の演算部にお
いて、上記指示プロペラ回転数が、記憶部に記憶された
関係式に代入され、推進負荷が演算推定される。

そして、演１１．された上記指示プロペラ回転数に対応
する推定推進負荷信号が、演算装置から発電機の負荷制
御装置へ出力され、同負荷制御装置により、上記発電機
から上記電気式推進装置への給電量が制御される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての推進負荷推
定用演算装置付き電気推進船について説明すると、第１
図はその全体ｖＩ戒を示す模式図、第２図は指示プロペ
ラ回転数と推進負荷電力（または電流）との関係を示す
グラフである。

第１図に示すように、本実施例としての電気推進船には
、電気式推進装置が装備されており、この電気式推進装
置は、プロペラ１と、同プロペラ１を駆動するための複
数の推進用電動機（Ｍｌ、・・・、Ｍｉ）３と、減速ギ
ヤ（または等速ギヤ）２とから構成されろ。

そして、プロペラ１と減速ギヤ２とは、プロペラシャフ
ト９により接続される一方、減速ギヤ２と各電動機３と
の間には、クラッチ１０が介装されている。また、各電
動機３は、保護装置（遮断器）１２を介装された電線１
１により母線４に接続されている。

一方、母＃１４には、複数の発電機（Ｇ　＋　、Ｇ　２
　ｌ・・・、Ｇｎ）５が、それぞれ、保護装置（遮断器
）１４を介装された電＃ａ１３により接続されている。

これらの発電８！５は、負荷制御装置（または運転台数
制御装置）６に接続され、同負荷制御装置６により発電
８！５の出力制御が行なわれるようになっている。

また、船内には、船内負荷としての各種の電気式機器（
Ｚ、、Ｚ２．・・・、２Ｊ）７がそなえられていて、こ
れらの電気式機器７も、保護装ｒａ（遮断器）１Ｇを介
装された電線１５により母［４に接続されている。

さらに、電気式推進装置における減速ギヤ２゜クラッチ
１０および電動ｆｉ３は、掻縦室内の船速ハンドル１９
に接続され、同船速ハンドル１９からの指示プロペラ回
転数信号Ｎｖに基づいて制御されるようになっている。

ところで、上記船速ハンドル１９からの指示プロペラ回
転数信号Ｎｖは、電気式推進装置へ入力されろと同時に
、演算装置１８へ入力される。＊た、電線１５にはそれ
ぞれ負荷検出器１７が取り付けられ、この負荷検出器１
７により、電気式機器７の負荷電力（または電流）が検
出されて、その検出信号Ｐｓｋ（ｋ＝１，２．・・・、
１）も演算装置１８へ入力される。

この演算装置１８は演算部８と記憶部２０とからなり、
記４ｊＪ２０には、船舶の定常直進航行時におけるプロ
ペラ回転数と、推進負荷としての推進負荷電力（または
電流）との関係式があらかじめ設定記憶されている。

また、演算部８においては、船速ハンドル１９から入力
される指示プロペラ回転数信号Ｎｖが、記憶部２０から
呼び出された関係式に代入されて、推進負荷電力が推定
演算される。そして、負荷検出器１７からの検出信号Ｐ
ｓｋ（ｋ＝１．２．・・・、ｌ）と、推定推進負荷電力
信号Ｐｙｍとの和が求められ、この和が推定総負荷電力
（または電流）信号ｐｙｇとして発電機５の負荷制御装
置（または運転台数制御装置ｌり６へ出力され、上記信
号ｐｙｇに基づいて負荷制御装ｆｉ６により発電機５が
出力制御されるようになっている。

本発明の一実施例としての推進負荷推定用演算装置付き
電気推進船は上述のごとく構ＩＲされているので、プロ
ペラ回転数の変更制御を行なうべ（、船速ハンドル１９
を操作すると、その指示プロペラ回転数信号Ｎｖは、Ｍ
Ｌ′ｙｃ式推進装置へ出力されると同時に、演算装置１
８へも出力される。

そして、演算部ｒ！１１８の演算部８において、指示プ
ロペラ回転数信号Ｎｖは、記憶！ｌ５２０にあらかじめ
記憶された関係式［Ｐｙｗ＝ｆ（Ｎｖ）］に代入され、
船舶の定常直進航行時に対応する推定推進負荷電力信号
Ｐｙｍが演算される。ここで、上記関係式ｆ（Ｎｖ）は
一般に次のようになる。

Ｐｙｍ−ｆ（Ｎｖ）＝Ａ　・１Ｎｖｌ’　十Ｃ・・・（
１）ただし、×は１〜４程度の累乗数、Ａ、Ｃは任意定
数であり、指示プロペラ回転数信号Ｎｖは、前進方向を
正、後進方向を負とする。また、その概略特性を第２図
に示す。

一方、船内負荷としての電気式機器７の負荷電力（また
は電流）が、それぞれ負荷検出器１７によって検出され
、負荷電力信号Ｐｓｋ（ｋ＝　１　、２　、・・・。

りとして演算部ｒ！１１８へ入力される。そして、その
演算部８において、船内負荷電力（または電流）信号Ｐ
ｓが次のように求められる。

Ｐｓ＝ΣＰｓｋ・・・（２） ４、ｔ ここで、ｌは船内における電気式機器７の総台数である
。

さらに、演算部８において、（１）、（２）式によりそ
れぞれ求められた推定推進負荷電力信号Ｐｙｍと船内負
荷電力信号Ｐｓとの和が求められ、その和が、推定総負
荷電力（または電流）信号Ｐｙｇ（＝Ｐｙｍ＋Ｐｓ）と
して発電機５の負荷制御装置！！（または運転台数制御
装置）６へ出力される。

そして、負荷制御装置６は、推進負荷電力信号ＰＦ［＋
に基づき、同負荷電力信号ｐｙｇに応じた電力量を発電
させるように、発電機５の負荷を制御するのである。ま
た、発電機５が複数そなえられる場合には、運転台数制
御装置により、発電？ｊ！５の台数を制御して電力量を
調整してもよい。

なお、船内負荷としての電気式機器７をそなえない場合
や同電気式機器７が電気式推進装置とは異なる発電機か
ら給電を受ける場合には、演算装置１８の演算部８にお
いては、（１）式に基づく推定推進負荷電力信号Ｐｙ儂
のみが演算され、同信号ｐｙ−が負荷制御装置（または
運転台数制御装置）６に入力される。

このように、本実施例によれば、プロペラ回転数の変更
制御が行なわれると、この変更制御と同時に、演算装置
１８において、指示プロペラ回転数信号Ｎｖに対応した
推定推進負荷電力信号Ｐｙｍが推定演算される。

そして、この信号Ｐｙｍと他の船内負荷電力信号Ｐｓと
の和から得られる推定総負荷電力信号ｐｙｇニ基づいて
、発１ｔ１５２５の負荷制御が行なわれるので、電気式
推進装置のみならず船内の電気式機器７への給電が、常
に必要量だけほぼリアルタイムで行なわれるようになる
。

したがって、例えば、増速制御時には、その増速１に応
じて発電機５がらの給電量が増加するため、電気式推進
装置は支障なく作動するほか、減速制御時には、その減
速量に応じて発電機５からの給電量が減少するため、余
剰電力が生じることはなく、経済的な運航が行なえるよ
うになるのである。

特に、発ＴＦｉＦ９１５が多数ある場合には、発電機エ
ンジン効率が最大となる負荷率で各々負荷を分担させる
ように、運転台数を最適化制御することで、より経済的
な運航を行なえるようになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の推進負荷推定用演算装置
付き電気推進船によれば、船舶に装備されたプロペラと
同プロペラを駆動するための電動機とからなる電気式推
進装置と、同電気式推進装置における推進負荷に対応し
て同電気式推進装置へ給電しうる発電機と、同発電機の
負荷制御装置とをそなえた電気推進船において、上記負
荷制御装置へ指示プロペラ回転数に対応する推定推進負
荷信号を供給する演算装置が設けられ、同演算装置が、
プロペラ回転数と推進負荷との関係式を記憶する記憶部
と、指示プロペラ回転数を上記関係式へ代入して推進負
荷を推定する演算部とをそなえて構成されているので、
プロペラ回転数の変更制御時に推進負荷が推定され、同
推進負荷に基づき発電機の負荷制御が行なわれて、電気
式推進装置への給電量がきめこまか（制御され、電気式
推進装置を支障なく且つ経済的に作動させることができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の一実施例としての推進負荷推定用
演算装置付き電気推進船を示すもので、第１図はその全
体構成を示す模式図、第２図は指示プロペラ回転数と推
進負荷電力（または電流）との関係を示すグラフである
。 １・・プロペラ、２・・減速ギヤ（または等速ギヤ）、
３・・推進用電動１ｆｆ（Ｍ、、・・・、Ｍｍ）、４・
・母線、５・・発電機（Ｇｌ、Ｇ２．・・・、Ｇｎ）、
６・・負荷制御装置（または運転台数制御装置）、７・
・船内負荷としての電気式機器（Ｚｌ、Ｚ２＝・・・、
Ｚｌ）、８・・演算部、９・・プロペラシャフト、１０
・・クラッチ、１１・・電線、１２・・保護装置（遮断
器）、１３・・電線、１４・・保護装置（遮断器）、１
５・・７１１＃ｉ、１６・・保護装置（遮断器）、１７
・・負荷検出器、１８・・演算装置、１９・・船速ハン
ドル、２０・・記憶部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船舶に装備されたプロペラと同プロペラを駆動するため
   の電動機とからなる電気式推進装置と、同電気式推進装
   置における推進負荷に対応して同電気式推進装置へ給電
   しうる発電機と、同発電機の負荷制御装置とをそなえた
   電気推進船において、上記負荷制御装置へ指示プロペラ
   回転数に対応する推定推進負荷信号を供給する演算装置
   が設けられ、同演算装置が、プロペラ回転数と推進負荷
   との関係式を記憶する記憶部と、指示プロペラ回転数を
   上記関係式へ代入して推進負荷を推定する演算部とをそ
   なえて構成されたことを特徴とする、推進負荷推定用演
   算装置付き電気推進船。