CN202662180U - 一种轴系式船舶电力推进实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种轴系式船舶电力推进实验装置，该装置包括有艉部剖面船体，艉部剖面船体中设有轴系推进，艉部剖面船体外部设有机旁控制台和驾驶室控制台相连，驾驶室控制台通过该机旁控制台与轴系推进相连；轴系推进包括有推进电机，推进电机的动力输出端通过齿轮箱与轴相连，轴伸出艉部剖面船体后与螺旋桨连接，推进电机的电源输入端通过变频器与电站相连；机旁控制台通过现场总线连接于轴系推进中的变频器，驾驶室控制台通过过程现场总线与机旁控制台相连；这种轴系式船舶电力推进实验装置是不仅能够让相关专业人员在半实物的环境下了解推进系统的各种功能，还能培训船员，为船员或学生提供了一个非常直观、实际的操纵和训练平台。

Description

一种轴系式船舶电力推进实验装置

技术领域

本实用新型涉及船舶运动实验装置，尤其涉及一种轴系式船舶电力推进实验装置。

背景技术

当今海洋污染也已成为当今世界威胁人类生存的十大环境问题之一。国际海事组织对船舶排放方面制定了越来越严格的标准，研发节能、环保的交通运输工具已关系到国家的可持续发展问题。目前，为了充分体现了“绿色航运”以及“绿色船舶”的环保节能理念，发达国家的新造船舶约有30%已采用电力推进系统。我国在这个领域的研究刚刚起步，我们需要加快对相关技术的研究和开发，加入这一领域的国际竞争，在市场上抢占我们自己的份额。

以电动机为推进动力装置的电力推进船舶，由于发电机组运行工况平稳，与柴油机推进船舶相比，不会出现推进主柴油机燃烧不充分冒黑烟现象，废气排放值低，舱底水生成量少，是目前获得航运界认可的可以替代柴油机推进的新型绿色船舶。要解决船舶电力推进系统中关键的技术问题，对船舶电力推进系统进行仿真实验是相当重要而且必要的。而轴系式船舶电力推进实验装置可以为电力推进系统研究、教学和培训的提供一个半实物在环实验环境。轴系式船舶电力推进实验装置是采用电动机械带动螺旋桨来推动船舶运动的实验装置。该实验装置以某一船舶的电力推进装置为母型，展示整个船舶电力推进装置的系统架构、艉部剖面船体和系统控制操作，主要应用于轴系式船舶电力推进装置的研究、实验、教学和操作培训。现有的轴系式船舶电力推进实验装置在操作的方便性及运行的可靠性方面还有改进的余地。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轴系式船舶电力推进实验装置，以方便进行轴系式船舶电力推进装置的研究、实验、教学和操作培训，并提高实验装置的安全性。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种轴系式船舶电力推进实验装置，该装置包括有艉部剖面船体，艉部剖面船体中设有轴系推进，艉部剖面船体外部设有机旁控制台和驾驶室控制台相连，驾驶室控制台通过该机旁控制台与轴系推进相连；

轴系推进包括有推进电机，推进电机的动力输出端通过齿轮箱与轴相连，轴伸出艉部剖面船体后与螺旋桨连接，推进电机的电源输入端通过变频器与电站相连；

机旁控制台通过过程现场总线连接于轴系推进中的变频器，驾驶室控制台通过现场总线与机旁控制台相连；

机旁控制台及驾驶室控制台中设有电源模块、空气开关、可编程逻辑控制器、隔离继电器组和接线端子排；

机旁控制台的面板上设有分别显示转速与功率的仪表、指示灯、功能操作按钮以及手动车钟；

驾驶室控制台的面板上设有分别显示转速、功率、航速和电站余量的仪表，以及状态指示灯和功能操作按钮，该面板上还设有指令车钟。

该装置由艉部剖面船体、轴系推进、驾驶室控制台、机旁控制台组成，其中由艉部剖面船体展示轴系式电力推进部件结构，轴系推进由螺旋桨、轴、齿轮箱、推进电动机、变频器和电站组成。控制系统通过可编程逻辑控制器来实现，推进电机采用交流异步变频电动机。驾驶室控制台、机旁控制台以及轴系推进之间通过Profibus总线实现数据通信。控制位置默认在驾驶室控制台上，在一定条件下可以切换到机旁控制台操作。此外，系统还配备紧急停止和声光报警等功能，能够有效地保障系统安全可靠运行。

本实用新型的优点在于，这种轴系式船舶电力推进实验装置是不仅能够让相关专业人员在半实物的环境下了解推进系统的各种功能，如推进功率自适应控制、故障模拟及响应、电站运行功率模拟等，做进一步的研究，来提高节能减排的效果；同时，通过该装置还能培训船员，为船员或学生提供了一个非常直观、实际的操纵和训练平台。

附图说明

图1是本实用新型提出的轴系式船舶电力推进实验装置的结构示意图；

图2是驾驶室控制台与机旁控制台内部架构框图；

图3是驾驶室控制台面板示意图；

图4是机旁控制台面板示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型提出的一种轴系式船舶电力推进实验装置包括有艉部剖面船体，艉部剖面船体中设有轴系推进，艉部剖面船体外部设有机旁控制台和驾驶室控制台相连，驾驶室控制台通过该机旁控制台与轴系推进相连；轴系推进包括有推进电机，推进电机的动力输出端通过齿轮箱与轴相连，轴伸出艉部剖面船体后与螺旋桨连接，推进电机的电源输入端通过变频器与电站相连；机旁控制台通过现场总线连接于轴系推进中的变频器，驾驶室控制台通过过程现场总线与机旁控制台相连；机旁控制台及驾驶室控制台中设有电源模块、空气开关、可编程逻辑控制器、隔离继电器组和接线端子排；机旁控制台的面板上设有分别显示转速与功率的仪表、指示灯、功能操作按钮以及手动车钟；驾驶室控制台的面板上设有分别显示转速、功率、航速和电站余量的仪表，以及状态指示灯和功能操作按钮，该面板上还设有指令车钟。

图1为系统总体架构图，该实验装置由艉部剖面船体、轴系推进、驾驶室控制台、机旁控制台等四部分组成，轴系推进包括螺旋桨、轴、齿轮箱、推进电动机、变频器和电站组成，电站用仿真来实现。轴系推进均安装在艉部剖面船体内。驾驶室控制台、机旁控制台以及变频器均通过Profibus总线来实现通信。装置初始状态为驾驶室控制，当启动时，驾驶台可以控制装置的起停、运行、调速等操作，同时监测装置各个部件的各类报警，在驾驶台上可以模拟各类轴系式电力推进的故障；通过切换开关可以转到机旁台控制，在机旁台也可以完成控制装置的起停、运行、调速等操作，同时监测装置各个部件的各类报警，但不能模拟故障。装置有两部分交流电源，380V和220V，其中380V电源作为电机的工作电源；220V电源作为装置的控制电源。

图2为驾驶室控制台与机旁控制台内部架构框图，内部硬件主要有220V转24V稳压电源模块、一个220V空气开关、一套可编程逻辑控制器、一组隔离继电器组以及一个接线端子排。

图3为驾驶室控制台面板示意图，其中包括四个仪表，分别为显示转速、功率、航速和电站余量；两个状态指示灯及功能操作按钮区域，用于完成装置的操作与信号监测。两个故障设定区域用于模拟轴系式船舶电力推进系统的各类故障，如推进变频器故障、齿轮箱油压故障、冷却水泵故障、电机绕组故障、变频器风机故障和电网绝缘故障。指令车钟是利用手柄来连续调整装置的推进转速。

图4为机旁控制台面板示意图，其中包括两个仪表，分别为显示转速、功率；两个状态指示灯及功能操作按钮区域，用于完成装置的操作与信号监测。手动车钟是通过多路选择开关来单步调整装置的推进转速。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，该装置包括有艉部剖面船体，艉部剖面船体中设有轴系推进，艉部剖面船体外部设有机旁控制台和驾驶室控制台相连，驾驶室控制台通过该机旁控制台与轴系推进相连。

2.根据权利要求1所述的一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，轴系推进包括有推进电机，推进电机的动力输出端通过齿轮箱与轴相连，轴伸出艉部剖面船体后与螺旋桨连接，推进电机的电源输入端通过变频器与电站相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，机旁控制台通过现场总线连接于轴系推进中的变频器，驾驶室控制台通过过程现场总线与机旁控制台相连。

4.根据权利要求1所述的一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，机旁控制台及驾驶室控制台中设有电源模块、空气开关、可编程逻辑控制器、隔离继电器组和接线端子排。

5.根据权利要求1所述的一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，机旁控制台的面板上设有分别显示转速与功率的仪表、指示灯、功能操作按钮以及手动车钟。

6.根据权利要求1所述的一种轴系式船舶电力推进实验装置，其特征在于，驾驶室控制台的面板上设有分别显示转速、功率、航速和电站余量的仪表，以及状态指示灯和功能操作按钮，该面板上还设有指令车钟。

Images