JPS6366719B2 - - Google Patents
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- JPS6366719B2 JPS6366719B2 JP54123155A JP12315579A JPS6366719B2 JP S6366719 B2 JPS6366719 B2 JP S6366719B2 JP 54123155 A JP54123155 A JP 54123155A JP 12315579 A JP12315579 A JP 12315579A JP S6366719 B2 JPS6366719 B2 JP S6366719B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は船舶用軸発電装置に新しい機能を付加
してよりコストパフオーマンスの高い軸発電装置
を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a shaft power generator with higher cost performance by adding new functions to a shaft power generator for ships.
軸発電装置は発電コストの安い電力が得られる
ので最近の省エネルギー、省燃費という時代の要
請に適合した有用な発電装置として注目されてい
る。その内でもインバータ・コンバータ方式の軸
発電装置は広い主軸の回転変化範囲にわたつて定
周波定電圧の良質な電力を効率よく船内交流電力
系統に供給できるので最も注目されている。 Since shaft power generators can generate electricity at low cost, they are attracting attention as useful power generators that meet the current demands for energy conservation and fuel efficiency. Among these, inverter-converter-type shaft power generators are attracting the most attention because they can efficiently supply high-quality constant-frequency, constant-voltage power to the ship's AC power system over a wide rotational variation range of the main shaft.
第1図にコンバータ・インバータ方式の軸発電
装置の従来例を示す。第1図において、1は減速
機2を介し推進用プロペラ3、即ち推進軸系を駆
動する推進用主機関、4は推進軸系に機械的に結
合された軸発電機、5はダイオードで構成された
コンバータ、6は直流リアクトル、7はサイリス
タで構成されたインバータで、このコンバータ5
と直流リアクトル6とインバータ7とで電力変換
器を構成する。8は補助発電機用原動機、9はク
ラツチ、10は補助発電機で、この原動機8とク
ラツチ9と補助発電機10とで補助発電装置を構
成する。11は軸発電機用励磁装置、12は補助
発電機の自動電圧調整器(以下AVRと略す)、1
3は電力変換器のインバータ7を制御する制御装
置で、定周波数制御機能を有している。14は制
御装置13に設定信号を出力し、電力変換器の出
力周波数を設定する周波数設定器、15は電圧検
出用変圧器、16は電流検出用変流器、17,1
8はしや断器、19は船内交流母線、20は船内
負荷である。 Figure 1 shows a conventional example of a converter-inverter type shaft power generator. In Fig. 1, 1 is a propulsion main engine that drives a propulsion propeller 3, that is, a propulsion shaft system, via a reduction gear 2, 4 is a shaft generator mechanically coupled to the propulsion shaft system, and 5 is a diode. 6 is a DC reactor, and 7 is an inverter composed of a thyristor.
The DC reactor 6 and inverter 7 constitute a power converter. 8 is a prime mover for an auxiliary generator, 9 is a clutch, and 10 is an auxiliary generator. The prime mover 8, the clutch 9, and the auxiliary generator 10 constitute an auxiliary power generator. 11 is an excitation device for the shaft generator, 12 is an automatic voltage regulator for the auxiliary generator (hereinafter abbreviated as AVR), 1
3 is a control device that controls the inverter 7 of the power converter, and has a constant frequency control function. 14 is a frequency setter that outputs a setting signal to the control device 13 and sets the output frequency of the power converter; 15 is a voltage detection transformer; 16 is a current detection current transformer; 17,1
8 is a line disconnector, 19 is an inboard AC bus, and 20 is an inboard load.
第2図に第1図の従来例の制御装置13の構成
の一例を示す。第2図において13−1電圧検出
用変圧器15を介し船内交流母線19の出力周波
数Bを検出する周波数検出回路、13−2は周波
数設定器14によつて設定される軸発電装置の出
力周波数に応じた信号Sと周波数検出回路13−
1からの出力信号の偏差信号を増幅する周波数制
御増幅回路、13−3は電流検出用変流器16を
介しインバータの出力電流を検出する電流検出回
路、13−4は周波数制御増幅回路13−2の出
力信号と電流検出回路13−3の出力信号との偏
差信号を増幅する電流制御増幅回路、13−5は
位相制御回路、13−6はパルス増幅回路であ
る。 FIG. 2 shows an example of the configuration of the conventional control device 13 shown in FIG. In FIG. 2, 13-1 is a frequency detection circuit that detects the output frequency B of the inboard AC bus 19 via the voltage detection transformer 15, and 13-2 is the output frequency of the shaft generator set by the frequency setting device 14. Signal S and frequency detection circuit 13-
13-3 is a current detection circuit that detects the output current of the inverter via the current detection current transformer 16; 13-4 is a frequency control amplification circuit 13-4 that amplifies the deviation signal of the output signal from 1; 13-5 is a phase control circuit, and 13-6 is a pulse amplification circuit.
次に第1図の従来例の動作を説明すると、船舶
の停泊中あるいは出入港時はクラツチ9により補
助発電機10と原動機8が結合され、補助発電機
10が運転される。発生電力はしや断器18、船
内交流母線19を経て船内負荷20へ供給され
る。 Next, the operation of the conventional example shown in FIG. 1 will be described. When a ship is at anchor or when entering or exiting a port, the clutch 9 connects the auxiliary generator 10 and the prime mover 8, and the auxiliary generator 10 is operated. The generated power is supplied to the ship's load 20 via the breaker 18 and the ship's AC bus 19.
船舶が外洋へ出て軸発電機4が使用可能な状態
になるとしや断器17が投入され、次いで軸発電
機用励磁装置11により軸発電機4の界磁巻線が
励磁され軸発電機4が発電を開始する。軸発電機
4の発生する交流電力はコンバータ5で直流電力
に変換され、直流リアクトル6で平滑化された
後、インバータ7で周波数設定器14の設定信号
に応じた一定周波数の交流電力に再度変換され、
船内交流母線19へ供給される。 When the ship goes out to the open sea and the shaft generator 4 becomes usable, the sheath disconnector 17 is turned on, and then the shaft generator excitation device 11 excites the field winding of the shaft generator 4, and the shaft generator 4 starts generating electricity. The AC power generated by the shaft generator 4 is converted to DC power by the converter 5, smoothed by the DC reactor 6, and then converted again to AC power at a constant frequency according to the setting signal of the frequency setting device 14 by the inverter 7. is,
It is supplied to the inboard AC bus 19.
制御装置13は定周波数制御機能を有してお
り、かつ図示していないが原動機8のガバナーの
垂下特性を電子回路で模擬した特性を持たせてあ
るので、電力変換器のインバータ7は補助発電機
10と安定に平列運転される。 The control device 13 has a constant frequency control function, and although not shown, has a characteristic that simulates the drooping characteristics of the governor of the prime mover 8 using an electronic circuit, so the inverter 7 of the power converter is used as an auxiliary power generator. It is stably operated in parallel with machine 10.
そして最終的には船内負荷20は軸発電機4へ
負荷移行され、補助発電機10は無負荷とされた
後、クラツチ9が開となり、原動機8は切り離さ
れた後停止される。 Finally, after the inboard load 20 is transferred to the shaft generator 4 and the auxiliary generator 10 is left unloaded, the clutch 9 is opened and the prime mover 8 is disconnected and then stopped.
一方、補助発電機10はインバータ7の出力電
力により同期調相機として運転継続され、インバ
ータ7および船内負荷20の要する無効電力を供
給する。AVR12は船内交流母線19の電圧を
一定に制御する。このようにして船内負荷は全て
軸発電機4から供給され、動力は全て主機関1か
ら供給される。 On the other hand, the auxiliary generator 10 continues to operate as a synchronous phase modifier using the output power of the inverter 7, and supplies the reactive power required by the inverter 7 and the inboard load 20. The AVR 12 controls the voltage of the inboard AC bus 19 to be constant. In this way, all inboard loads are supplied from the shaft generator 4, and all motive power is supplied from the main engine 1.
そして主機関の回転に変化があつても通常の変
化範囲内であるかぎりこのような構成の軸発電装
置の定周波定電圧制御機能により良質の交流電力
が安価に船舶の全航行中にわたつて供給され続け
る。 Even if there is a change in the rotation of the main engine, as long as the change is within the normal range, the constant frequency and constant voltage control function of the shaft generator with this configuration allows high quality AC power to be supplied at low cost during the entire voyage of the ship. continue to be supplied.
船舶が港に入る前には原動機8が始動された
後、クラツチ9が閉にされる。そして負荷が補助
発電機に移行された後、軸発電機4の励磁は停止
されしや断器17がしや断され軸発電装置は解列
され、それ以後は補助発電機10により全ての負
荷への電力が供給される。 Before the ship enters the port, the engine 8 is started and the clutch 9 is closed. After the load is transferred to the auxiliary generator, the excitation of the shaft generator 4 is stopped, the disconnector 17 is turned off, the shaft generator is disconnected, and from then on, all loads are handled by the auxiliary generator 10. Power is supplied to the
以上のように構成された軸発電装置は安価に船
内交流母線に電力供給できるメリツトを有してい
るがその設備は比較的大きいものになる。 The shaft power generator constructed as described above has the advantage of being able to supply power to the ship's AC bus bar at a low cost, but its equipment is relatively large.
ところで主機関1の運転信頼度は補機に比べ高
いといわれるが故障が皆無とはいえず主機関1が
故障し停止した場合、軸発電装置は使用不可能と
なり大きな設備が使用不可能となつてしまう。ま
た船舶の操縦の面においても主機関が故障し停止
した場合、操縦不能に陥り漂流することになる。
このようなことが起つた場合、人命にかかわる重
大事故に発展することも考えられる。 By the way, the operational reliability of the main engine 1 is said to be higher than that of auxiliary equipment, but it is not guaranteed that there will be no failures, and if the main engine 1 fails and stops, the shaft power generator will become unusable and large equipment will become unusable. It ends up. Also, in terms of the operation of a ship, if the main engine fails and stops, the ship will become unable to operate and will drift adrift.
If something like this were to occur, it could lead to a serious accident involving human life.
そこで主機関が故障停止した場合、何らかの方
法で極く低速でも自力航行することができれば船
舶の安全運行の面で極めて有効であり、この種の
装置が待望されている。 Therefore, if the main engine fails and stops, it would be extremely effective for the safe operation of the ship if it could somehow be able to navigate under its own power even at extremely low speeds, and this type of device is eagerly awaited.
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
その目的は主機関が正常な時は良好な特性を有す
る軸発電装置として動作し、一たん主機関が故障
した時は主機関に代つて船内補助発電機の電力を
利用して極く低速ではあるけれでも推進用プロペ
ラを駆動することのできる船舶用軸発電装置を提
供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and
Its purpose is to operate as a shaft generator with good characteristics when the main engine is normal, and once the main engine breaks down, it uses the power from the onboard auxiliary generator instead of the main engine to operate at extremely low speeds. It is an object of the present invention to provide a shaft power generator for a ship that can drive a propulsion propeller even if there is a propeller.
本発明の一実施例を第3図に示す。 An embodiment of the present invention is shown in FIG.
第3図において21は主機関1の故障時に主機
関1と推進軸系とを機械的に切り離す手段のクラ
ツチ、22は軸発電機14の回転子の位置を検出
する回転子位置検出器、23は軸発電機の回転速
度を検出する速度発電機、24は軸発電機の回転
速度を設定する速度設定器である。 In FIG. 3, 21 is a clutch that mechanically disconnects the main engine 1 and the propulsion shaft system in the event of a failure of the main engine 1, 22 is a rotor position detector that detects the position of the rotor of the shaft generator 14, and 23 24 is a speed generator that detects the rotation speed of the shaft generator, and 24 is a speed setter that sets the rotation speed of the shaft generator.
またコンバータ5は全ての素子がサイリスタで
構成される点が従来例と異なる。 Further, the converter 5 differs from the conventional example in that all elements are composed of thyristors.
第4図は本発明の一実施例の制御装置13のブ
ロツク図を示す。また第4図の制御回路の動作説
明図を第5図、第6図に示す。第5図、第6図に
おいてNo、Vo、Woなどnが付加してあるのはそ
れぞれ軸発電機の定格速度、定格電圧および速度
発電機の定格電圧を示す。 FIG. 4 shows a block diagram of the control device 13 according to one embodiment of the present invention. Further, FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating the operation of the control circuit shown in FIG. 4. In FIGS. 5 and 6, the suffix n such as N o , V o , and W o indicates the rated speed, rated voltage, and rated voltage of the shaft generator, respectively.
その他の構成要素は第1図の従来例において同
一番号を付したものと同じである。 Other components are the same as those given the same numbers in the conventional example shown in FIG.
第4図において、13−1は第2図と同様に軸
発電装置の出力周波数を検出する周波数検出回
路、13−2は周波数制御増幅回路、13−3は
インバータの出力電流を検出する電流検出回路、
13−4は電流制御増幅回路、13−5は位相制
御回路、13−6はパルス増幅回路でこのような
回路構成で定周波数制御機能を構成している。一
方13−7は速度設定器24の出力信号と速度発
電機23の出力信号との偏差信号を増幅する速度
制御増幅回路、13−8は速度制御増幅回路13
−7の出力の絶対値を出力する絶対値回路、13
−9は速度制御増幅回路13−7の出力極性によ
りトルク発生方向の出力信号を出力するトルク方
向選択回路、13−10は回転子位置検出器22
の出力信号とトルク方向選択回路13−9の出力
信号にもとづく点弧位相のパルスを出力する点弧
位相角切換回路、13−11はパルス増幅回路
で、このような回路構成で定速度制御機能を構成
している。13−12はモード切換信号によつて
定周波数制御機能と定速度制御機能を切換える切
断回路、13−13はモード切換信号と回転子位
置検出器22の出力信号とにより定速度制御機能
始動時位相制御回路13−5を制御し、インバー
タ7を流れる電流を制御する始動制御回路であ
る。 In Fig. 4, 13-1 is a frequency detection circuit that detects the output frequency of the shaft power generator as in Fig. 2, 13-2 is a frequency control amplifier circuit, and 13-3 is a current detection circuit that detects the output current of the inverter. circuit,
13-4 is a current control amplifier circuit, 13-5 is a phase control circuit, and 13-6 is a pulse amplifier circuit, and these circuit configurations constitute a constant frequency control function. On the other hand, 13-7 is a speed control amplifier circuit that amplifies the deviation signal between the output signal of the speed setter 24 and the output signal of the speed generator 23, and 13-8 is a speed control amplifier circuit 13.
-Absolute value circuit that outputs the absolute value of the output of 7, 13
-9 is a torque direction selection circuit that outputs an output signal in the direction of torque generation based on the output polarity of the speed control amplifier circuit 13-7, and 13-10 is a rotor position detector 22.
13-11 is a pulse amplifier circuit, which outputs a pulse with a firing phase based on the output signal of the output signal and the output signal of the torque direction selection circuit 13-9. With this circuit configuration, a constant speed control function can be achieved. It consists of 13-12 is a disconnection circuit that switches between constant frequency control function and constant speed control function in response to a mode switching signal; 13-13 is a disconnection circuit that switches between a constant frequency control function and a constant speed control function in response to a mode switching signal; This is a starting control circuit that controls the control circuit 13-5 and controls the current flowing through the inverter 7.
第5図および第6図を参照しながら第4図の制
御装置13の動作について説明する。 The operation of the control device 13 shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
主機関が正常で通常の軸発電装置として動作す
る場合、制御装置13は軸発モードすなわち、切
換回路13−12の接点をb接点側として運転さ
れる。また、軸発電機4の回転速度NSGと出力電
圧VSGの関係は第5図で示されるものとする。そ
して軸発電装置の運転範囲がNnio<NSG<Nnaxで
あるものとする。軸発電機4の励磁装置11は第
5図の特性を満足するように軸発電機4の励磁電
流を制御するものとする。一方、軸発電機4の回
転速度検出用の速度発電機23の出力電圧Wと軸
発電機4の回転速度NSGの関係は第6図で示され
る。 When the main engine is normal and operates as a normal shaft power generation device, the control device 13 is operated in a shaft-generated mode, that is, with the contact of the switching circuit 13-12 on the B contact side. Further, it is assumed that the relationship between the rotational speed NSG of the shaft generator 4 and the output voltage VSG is shown in FIG. It is assumed that the operating range of the shaft generator is N nio < N SG < N nax . It is assumed that the excitation device 11 of the shaft generator 4 controls the excitation current of the shaft generator 4 so as to satisfy the characteristics shown in FIG. On the other hand, the relationship between the output voltage W of the speed generator 23 for detecting the rotation speed of the shaft generator 4 and the rotation speed NSG of the shaft generator 4 is shown in FIG.
正常運転中の軸発モードは速度設定器24の速
度設定信号WSは零に保たれ、また切換回路13
−12は軸発側のb接点側にあるので、電流制御
増幅回路13−4への設定入力は周波数制御増幅
回路13−2が接続されている。主機関1の回転
速度が上昇し軸発電機4の回転速度NSGが正回転
Nnioを越えた時軸発電機の運転開始指令が出され
ると、制御装置13が動作を開始する。 In the axis mode during normal operation, the speed setting signal W S of the speed setting device 24 is kept at zero, and the switching circuit 13
Since -12 is on the b contact side of the axis output side, the setting input to the current control amplifier circuit 13-4 is connected to the frequency control amplifier circuit 13-2. The rotational speed of the main engine 1 increases and the rotational speed NSG of the shaft generator 4 rotates forward.
When a command to start operating the time axis generator exceeding N nio is issued, the control device 13 starts operating.
周波数制御増幅回路13−2は周波数設定器1
4の周波数設定信号Sと電圧検出用変圧器15を
介し周波数検出回路13−1によつて得られた船
内交流母線19の周波数信号Bとの偏差信号に応
じた電流設定信号を増幅し切換回路13−12を
経て電流制御増幅回路13−4に出力する。電流
制御増幅回路13−4はこの電流設定信号と電流
検出回路13−3で検出した電流値が一致するよ
うに制御信号を位相制御回路13−5に出し、位
相制御回路13−5はその信号に応じて出力パル
スの位相を変化する。パルス増幅回路13−6は
このパルスを増幅しインバータを構成するサイリ
スタを点弧させる。つまり、位相制御回路13−
5の入力電圧が方向に増加すればインバータの
点弧位相角は進み(α角減少)、逆に方向に減
少すれば遅れる(α角増加)。第7図に位相制御
回路13−5の特性の一例を示す。 Frequency control amplifier circuit 13-2 is frequency setter 1
The switching circuit amplifies the current setting signal according to the deviation signal between the frequency setting signal S of 4 and the frequency signal B of the inboard AC bus 19 obtained by the frequency detection circuit 13-1 via the voltage detection transformer 15. It is output to the current control amplifier circuit 13-4 via 13-12. The current control amplifier circuit 13-4 outputs a control signal to the phase control circuit 13-5 so that this current setting signal and the current value detected by the current detection circuit 13-3 match, and the phase control circuit 13-5 outputs the control signal to the phase control circuit 13-5. The phase of the output pulse is changed according to the The pulse amplification circuit 13-6 amplifies this pulse and fires the thyristor constituting the inverter. In other words, the phase control circuit 13-
If the input voltage of 5 increases in the direction, the firing phase angle of the inverter advances (α angle decreases), and conversely, if it decreases in the direction, it retards (α angle increases). FIG. 7 shows an example of the characteristics of the phase control circuit 13-5.
一方、コンバータ側の制御は速度制御増幅回路
13−7への速度設定器24の速度設定信号WS
は前述したように零であり、速度発電機23から
の速度信号Wは負の値なので、速度制御増幅回路
13−7の出力には負の出力信号が発生する。ト
ルク方向選択回路13−9は負の入力信号で逆転
方向のトルクを指令するので、点弧位相切換回路
13−10は逆転方向トルクを出すべき点弧位相
のパルスを発生する。この点弧位相のパルスはパ
ルス増幅回路13−11で増幅した後コンバータ
5を構成するサイリスタを全点弧させるように働
く。つまり、正方向に回転している軸発電機に逆
方向トルクを出す位相の電流を流すわけだからコ
ンバータ5は順変換動作(整流器動作)となり、
従来と同様に交流電力を直流電力に変換する。 On the other hand, the control on the converter side is performed by sending the speed setting signal W S of the speed setting device 24 to the speed control amplifier circuit 13-7.
is zero as described above, and the speed signal W from the speed generator 23 is a negative value, so a negative output signal is generated at the output of the speed control amplifier circuit 13-7. Since the torque direction selection circuit 13-9 uses a negative input signal to command torque in the reverse direction, the firing phase switching circuit 13-10 generates a pulse with a firing phase that should produce torque in the reverse direction. This firing phase pulse is amplified by a pulse amplification circuit 13-11 and then works to fully fire the thyristors constituting converter 5. In other words, the converter 5 performs forward conversion operation (rectifier operation) because a current with a phase that produces reverse torque is passed through the shaft generator rotating in the forward direction.
Converts AC power to DC power as before.
今、周波数制御増幅回路13−2への周波数設
定Sより実際の周波数Bが低下した場合は電流制
御増幅回路13−4への電流設定信号の正入力電
圧が増加するので、電流制御増幅回路13−4の
出力は方向に増加する。位相制御回路13−5
はそれに応じてインバータ7の点弧位相を進ませ
制御遅れ角αを減少させ電流を増すようになる。
なお、始動制御回路13−13は軸発モードでは
動作しない。この動作は正常運転中のインバータ
動作においてはインバータの直流入力端子に現れ
る直流電圧を減少させて電流を流れ易くしてイン
バータ7の電流を増加させる作用となるので、イ
ンバータは変換電力を増し出力周波数を増加させ
る。逆に周波数Bが上昇したら逆の動作で出力周
波数を減少させる。 Now, if the actual frequency B is lower than the frequency setting S to the frequency control amplifier circuit 13-2, the positive input voltage of the current setting signal to the current control amplifier circuit 13-4 increases, so the current control amplifier circuit 13 The output of −4 increases in the direction. Phase control circuit 13-5
Accordingly, the ignition phase of the inverter 7 is advanced, the control delay angle α is decreased, and the current is increased.
Note that the starting control circuit 13-13 does not operate in the shaft-starting mode. During normal operation of the inverter, this operation reduces the DC voltage that appears at the DC input terminal of the inverter, making it easier for current to flow, and increasing the current in the inverter 7, so the inverter increases the converted power and output frequency. increase. Conversely, when frequency B increases, the output frequency decreases by performing the opposite operation.
以上説明したように軸発電機の回転速度NSGが
Nnio<NSG<Nnaxの範囲にあり、制御装置13の
動作モードが軸発モードの場合は従来の軸発電装
置と同等の性能の軸発電装置として動作する。い
わゆる制御装置13は定周波数制御装置を形成す
る。 As explained above, the rotational speed N SG of the shaft generator is
In the range of N nio <N SG < N nax , and when the operation mode of the control device 13 is the shaft power generation mode, the shaft power generation device operates as a shaft power generation device with the same performance as a conventional shaft power generation device. The so-called control device 13 forms a constant frequency control device.
次に主機関1が故障した場合の動作について説
明する。この場合制御装置13は非常航行モード
となり切換回路13−12は推進側のa接点側に
切換り、電流制御増幅回路13−4は周波数検出
回路13−1と周波数制御増幅回路13−2との
動作に無関係となる。そして船内交流母線19へ
は補助発電機10の発生する電力が供給され、そ
の周波数Bは原動機8のガバナーで制御されてい
る。この船内交流母線19の交流電力をインバー
タ7、直流リアクトル6、コンバータ5を経て軸
発電機4に供給し、軸発電機4で機械動力に変換
し、減速機2を介し推進用プロペラ3を逆駆動し
ようとするものである。そしてこの時クラツチ2
1は開状態にして主機関1を推進軸系から切り離
す。これは故障した主機関1を切離すという意味
の他、その回転に要する機械損を無くし、推進用
プロペラ3に供給される回転力を増すという重要
な意味がある。 Next, the operation when the main engine 1 breaks down will be explained. In this case, the control device 13 enters the emergency navigation mode, the switching circuit 13-12 switches to the propulsion side a contact side, and the current control amplifier circuit 13-4 connects the frequency detection circuit 13-1 and the frequency control amplifier circuit 13-2. It becomes unrelated to the operation. Electric power generated by the auxiliary generator 10 is supplied to the inboard AC bus 19, and its frequency B is controlled by the governor of the prime mover 8. This AC power from the inboard AC bus 19 is supplied to the shaft generator 4 via the inverter 7, DC reactor 6, and converter 5, where the shaft generator 4 converts it into mechanical power, and the propulsion propeller 3 is reversed through the reducer 2. It is intended to be driven. And at this time clutch 2
1 is opened to disconnect the main engine 1 from the propulsion shaft system. This not only means to disconnect the failed main engine 1, but also has the important meaning of eliminating the mechanical loss required for its rotation and increasing the rotational force supplied to the propulsion propeller 3.
今、正回転駆動(前進)の場合、速度制御増幅
回路13−7への速度設定器24の速度設定信号
WSは正の値に設定されるので、速度制御増幅回
路13−7の出力は正となり、トルク方向選択回
路13−9は正転方向のトルクを指令し点弧位相
角切換回路13−10、パルス増幅回路13−1
1によりコンバータ5のサイリスタは正転方向ト
ルクを出す点弧位相で点弧される。一方、絶対値
回路13−8は速度制御増幅回路13−7の出力
の絶対値(速度偏差の絶対値)を出力し、電流制
御増幅回路13−4に印加するのでインバータ7
のサイリスタは電流制御増幅回路13−4、位相
制御回路13−5、パルス増幅回路13−6の作
用でその値に応じた点弧位相で点弧される。従つ
てインバータ7、コンバータ5のサイリスタは適
宜点弧され電流が流れるので、軸発電機4は正回
転方向のトルクにより正回転方向に回転し始め、
減速機2を介して推進用プロペラは駆動される。
この場合コンバータ5は逆変換動作(インバータ
動作)をしていることになる。一方、インバータ
7は軸発モードと同様位相制御回路13−5の入
力電圧が方向に増加すれば点弧位相を進ませ
(α減少)電流を増す動作をする。 Now, in the case of forward rotation drive (forward), the speed setting signal of the speed setting device 24 to the speed control amplifier circuit 13-7
Since W S is set to a positive value, the output of the speed control amplifier circuit 13-7 is positive, and the torque direction selection circuit 13-9 commands torque in the forward rotation direction, and the firing phase angle switching circuit 13-10 , pulse amplification circuit 13-1
1, the thyristor of the converter 5 is fired at a firing phase that produces torque in the forward rotation direction. On the other hand, the absolute value circuit 13-8 outputs the absolute value of the output of the speed control amplifier circuit 13-7 (the absolute value of the speed deviation) and applies it to the current control amplifier circuit 13-4, so the inverter 7
The thyristor is fired at a firing phase corresponding to its value by the action of the current control amplifier circuit 13-4, the phase control circuit 13-5, and the pulse amplifier circuit 13-6. Therefore, the thyristors of the inverter 7 and converter 5 are fired as appropriate and current flows, so the shaft generator 4 begins to rotate in the forward rotation direction due to the torque in the forward rotation direction.
The propulsion propeller is driven via the reduction gear 2.
In this case, converter 5 is performing a reverse conversion operation (inverter operation). On the other hand, the inverter 7 advances the firing phase (decreases α) and increases the current when the input voltage of the phase control circuit 13-5 increases in the same direction as in the shaft mode.
非常航行モードではインバータ7は順変換動作
(整流器動作)となり、電力は補助発電機10→
船内交流母線19→インバータ7→直流リアクト
ル6→コンバータ5→軸発電機4と供給される。
またコンバータ5の転流は回転子位置検出器22
の出力によつて直流電流の断続および軸発電機電
圧で行なわれる。 In the emergency navigation mode, the inverter 7 is in forward conversion operation (rectifier operation), and the power is transferred from the auxiliary generator 10 →
The power is supplied as follows: inboard AC bus 19 → inverter 7 → DC reactor 6 → converter 5 → shaft generator 4.
Also, the commutation of the converter 5 is determined by the rotor position detector 22.
The output of the DC current is intermittent and the shaft generator voltage is used.
非常航行モードにおける制御装置13の動作の
重点は速度設定信号WSと速度発電機23の速度
信号Wの偏差の極性に応じてコンバータ5の点弧
位相を切換えて発生すべきトルクの方向を決定
し、かつ速度偏差の絶対値に比例した電流を流し
てトルクの大きさを制御する点にある。いわゆる
制御装置13は定速度制御装置を形成する。 The focus of the operation of the control device 13 in the emergency navigation mode is to switch the firing phase of the converter 5 according to the polarity of the deviation between the speed setting signal W S and the speed signal W of the speed generator 23 to determine the direction of the torque to be generated. In addition, the magnitude of the torque is controlled by flowing a current proportional to the absolute value of the speed deviation. The so-called control device 13 forms a constant speed control device.
またプロペラの要するトルクが回転速度の約2
乗に反比例して減少するので、主機に比べて小容
量の軸発電機でプロペラの低速駆動が可能とな
る。 Also, the torque required by the propeller is approximately 2 times the rotational speed.
Since it decreases in inverse proportion to the power of the main engine, it is possible to drive the propeller at low speed with a shaft generator with a smaller capacity than the main engine.
以上述べたように非常航行モードでは船内補助
発電機の電力を使用してプロペラを低速駆動する
ことにより船舶の完全な漂流を防ぎ最低限の安全
性を保つことが可能となる。 As described above, in the emergency navigation mode, by driving the propeller at low speed using the power of the onboard auxiliary generator, it is possible to prevent the ship from completely drifting and maintain the minimum level of safety.
なお、主機関の推進軸からの切離しにはクラツ
チ21を設けず、非常時のみカツプリングのボル
トをはずす等の手段で結合を切り離すような構成
でもよい。また速度発電機23の代りにパルス発
生器とF/V変換回路とを組み合せて回転速度検
出器として使用してもよいことはもちろんであ
る。条件が許せば回転子位置検出器22をパルス
発生器に使用してもよい。 It should be noted that the clutch 21 may not be provided to disconnect the main engine from the propulsion shaft, and the configuration may be such that the connection is disconnected by means such as removing the bolts of the coupling only in an emergency. It goes without saying that instead of the speed generator 23, a combination of a pulse generator and an F/V conversion circuit may be used as a rotational speed detector. If conditions permit, the rotor position detector 22 may be used as a pulse generator.
以上述べたように本発明によれば、軸発電装置
の周辺の構成要素を一部追加するのみで従来の軸
発電装置の機能は言うまでもなく、主機関の故障
時にも船内補助発電機の電力を使用して推進用プ
ロペラを低速駆動することができる軸発電装置が
得られる。 As described above, according to the present invention, by only adding some of the peripheral components of the shaft power generator, it is possible to maintain the functions of the conventional shaft power generator, and even in the event of a failure of the main engine, the power of the inboard auxiliary generator can be maintained. A shaft power generation device that can be used to drive a propulsion propeller at low speed is obtained.
これにより主機関故障による船舶の漂流という
重大事故の発生が防止され、最低限の操縦が可能
になるので船舶の安全運行および軸発電装置の有
用性を増すという点での効果は大である。 This prevents the occurrence of serious accidents such as drifting of the ship due to failure of the main engine, and enables minimal maneuverability, which is highly effective in terms of safe operation of the ship and increasing the usefulness of the shaft power generator.
また本発明によれば非常航行時においても推進
用プロペラの回転制御は前に詳述したとおり軸発
電装置の制御装置をもつて行なわれるので極めて
安定かつ効率良く行われる。つまり電流制御マイ
ナーループを有する定速度制御で運転されるので
直流電動機の静止レオナード制御による電気推進
に近い良好な制御特性が得られ運転は極めて円滑
かつ安定である。 Further, according to the present invention, even during emergency navigation, the rotation control of the propulsion propeller is performed by the control device of the shaft power generator as described in detail above, so that it is performed extremely stably and efficiently. In other words, since it is operated under constant speed control with a current control minor loop, good control characteristics similar to those of electric propulsion by stationary Leonard control of a DC motor are obtained, and the operation is extremely smooth and stable.
第1図は従来の船舶用軸発電装置の回路図、第
2図は第1図の電力変換器制御装置の回路図、第
3図は本発明の船舶用軸発電装置の回路図、第4
図は第3図の電力変換器制御装置の回路図、第5
図は軸発電機の回転速度対出力電圧特性図、第6
図は速度発電機出力電圧対軸発電機回転速度特性
図、第7図は位相制御回路の特性図である。
1……主機関、4……軸発電機、5……コンバ
ータ、7……インバータ、8……原動機、10…
…補助発電機、13……電力変換器制御装置、1
9……交流母線、22……回転子位置検出器、2
3……速度発電機。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional marine shaft power generator, FIG. 2 is a circuit diagram of the power converter control device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of a marine shaft power generator of the present invention, and FIG.
The figure is the circuit diagram of the power converter control device in Figure 3, and the circuit diagram of the power converter control device in Figure 5.
The figure shows the rotational speed vs. output voltage characteristic diagram of a shaft generator.
The figure is a characteristic diagram of the speed generator output voltage versus the shaft generator rotation speed, and FIG. 7 is a characteristic diagram of the phase control circuit. 1... Main engine, 4... Shaft generator, 5... Converter, 7... Inverter, 8... Prime mover, 10...
...Auxiliary generator, 13...Power converter control device, 1
9...AC bus bar, 22...Rotor position detector, 2
3...Speed generator.
Claims (1)
動される軸発電機の出力電力を、コンバータ・イ
ンバータからなる電力変換器により定周波数電力
に変換して船内交流母線に供給し、主機関故障時
は、船内交流母線に接続されている補助発電装置
の出力電力を前記電力変換器により周波数変換し
て軸発電機で推進軸系を駆動するものにおいて、
前記主機関故障時は、速度設定信号と軸発電機の
速度信号との偏差の極性に応じて前記コンバータ
の点弧位相を切換えて発生すべきトルクの方向を
決定し、かつ速度偏差の絶対値に比例した電流を
流して軸発電機のトルクの大きさを制御する制御
装置を備えたことを特徴とする船舶用軸発電装
置。1 Normally, the output power of the shaft generator driven by the main engine that drives the propulsion shaft system is converted to constant frequency power by a power converter consisting of a converter and inverter, and then supplied to the ship's AC bus bar. In a system in which the output power of an auxiliary power generator connected to the inboard AC bus is frequency-converted by the power converter and the propulsion shaft system is driven by a shaft generator,
When the main engine fails, the direction of torque to be generated is determined by switching the firing phase of the converter according to the polarity of the deviation between the speed setting signal and the shaft generator speed signal, and the absolute value of the speed deviation is determined. A shaft generator for a ship, characterized in that it is equipped with a control device that controls the magnitude of torque of the shaft generator by flowing a current proportional to .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12315579A JPS5649636A (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Axial generating device for ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12315579A JPS5649636A (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Axial generating device for ship |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5649636A JPS5649636A (en) | 1981-05-06 |
| JPS6366719B2 true JPS6366719B2 (en) | 1988-12-21 |
Family
ID=14853533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12315579A Granted JPS5649636A (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Axial generating device for ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5649636A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166000A (en) * | 1983-03-10 | 1984-09-19 | Nishishiba Denki Kk | How to operate a marine power supply unit |
| US4651832A (en) * | 1983-06-23 | 1987-03-24 | Masanove Kubo | Flash type sprinkler head |
| JP5928688B2 (en) * | 2011-12-13 | 2016-06-01 | 西芝電機株式会社 | Ship power supply system |
-
1979
- 1979-09-27 JP JP12315579A patent/JPS5649636A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5649636A (en) | 1981-05-06 |
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