CN205113674U - 具有全回转舵桨的船舶电力推进装置和船舶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了具有全回转舵桨的船舶电力推进装置和船舶。该具有全回转舵桨的船舶电力推进装置，包括：电站系统、推进电机系统和舵桨系统；电站系统包括发电机组和配电板，发电机组的电能输出端与配电板的输入端相连；推进电机系统包括滤波器、变频器和推进电机，滤波器的输入端与配电板的输出端相连；变频器的输出端与滤波器的输出端相连，推进电机的电能输入端与变频器的输出端相连；舵桨系统包括至少一台全回转舵桨，每台全回转舵桨由一台推进电机独立驱动。通过设置电站系统、推进电机系统和舵桨系统，以内燃机发电供电机驱动全回转舵桨的能量转化方式，提高内燃机的做功效率，同时利用电驱动和全回转舵桨的结合增强船舶操作的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及运输设施领域，尤其涉及具有全回转舵桨的船舶电力推进装置和船舶。
背景技术
传统船舶的推进装置一般由柴油机驱动，经过多个动力传输调节设备驱动螺旋桨转动进而推动船舶运动。具体如图1所示，源动力是主推进柴油机61，经过动力控制设备62，例如联轴器、减速箱以及离合器调节动力输出，最后驱动长艉轴63转动，带动与长艉轴63相连的螺旋桨64旋转推动船舶前进，转向则通过调节舵机65从而调整舵页66的方向，改变船舶的阻力方向，实现转向。
柴油机驱动的船舶首先因为机械传动的先天缺陷，做功效率非常低；船舶的航行速度是通过调节柴油机的转速从而改变螺旋浆的转速来实现，而正常的船舶航行速度一般工作在40％～60％左右的柴油机额定转速范围。其次因为长艉轴63的先天结构，螺旋桨64只能做绕轴向的旋转运动，船舶的转弯和掉头必须依靠舵页66的调整，转弯半径和掉头半径很大，在繁忙的水域或狭窄的航道，转向和掉头动作会带来很大的安全隐患，并且需要多次的换挡、倒车调整才能实现完成动作，动作效率低下。
实用新型内容
本实用新型提供了一种具有全回转舵桨的船舶电力推进装置和船舶，其提高了船舶推进过程中的燃油经济性，船舶的推进状态的调整更加灵活。
为实现上述设计，本实用新型采用以下技术方案：
一方面采用具有全回转舵桨的船舶电力推进装置，包括：电站系统、推进电机系统和舵桨系统；
所述电站系统包括发电机组和配电板，所述发电机组的电能输出端与所述配电板的输入端相连；
所述推进电机系统包括滤波器、变频器和推进电机，所述滤波器的输入端与所述配电板的输出端相连；所述变频器的输出端与所述滤波器的输出端相连，所述推进电机的电能输入端与所述变频器的输出端相连；
所述舵桨系统包括至少一台全回转舵桨，每台所述全回转舵桨由一台所述推进电机独立驱动。
其中，所述电站系统包括至少两台发电机组。
其中，所述推进电机为永磁电机。
其中，所述船舶电力推进装置还包括远程监控系统，所述电站系统、推进电机系统和舵桨系统均与所述远程监控系统以向所述远程监控系统发送各自的运行状态数据。
其中，所述配电板的输出端还与运转负载相连以向所述运转负载供电。
其中，所述船舶电力推进装置还包括用于驱动所述全回转舵桨转向的转舵电机，所述转舵电机与所述配电板的输出端相连。
其中，所述转舵电机的数量为两台。
其中，所述发电机组的发动机为柴油发动机或燃气发动机。
另一方面采用船舶，所述船舶设置有前述任一项所述的具有全回转舵桨的船舶电力推进装置。
本实用新型的有益效果为：通过设置电站系统、推进电机系统和舵桨系统，以内燃机发电供电机驱动全回转舵桨的能量转化方式，提高内燃机的做功效率，同时利用电驱动和全回转舵桨的结合增强船舶操作的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中船舶的推进装置的架构图。
图2是本实用新型具体实施方式中提供的具有全回转舵桨的船舶电力推进装置的架构图。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图2，其是本实用新型具体实施方式中提供的具有全回转舵桨的船舶电力推进装置的架构图，如图所示，该具有全回转舵桨的船舶电力推进装置，包括：电站系统10、推进电机系统20和舵桨系统30；
电站系统10包括发电机组11和配电板12，发电机组11的电能输出端与配电板12的输入端相连；
推进电机系统20包括滤波器21、变频器22和推进电机23，滤波器21的输入端与配电板12的输出端相连；变频器22的输出端与滤波器21的输出端相连，推进电机23的电能输入端与变频器22的输出端相连；
舵桨系统30包括至少一台全回转舵桨31，每台全回转舵桨31由一台推进电机23独立驱动。
在本方案中，不再是发动机直接驱动舵桨系统30，发动机可以不受船舶航行状态保持平稳的工况，最佳状态时恒转速的工作于80％左右负载率的经济高效工作点，进而提高燃油经济性。而配电板12除了实现对发电机组11的监控外，还实现对推进电力负载和常规船舶电力负载的电力分配功能，对发动机资源整合统一，优化并减少了整船的总装机功率。
输入到推进电机23的电能首先经过滤波器21的隔离和过滤，减少了因变频器22的工作而产生的谐波对电源造成污染，保护船舶常规电力设备的正常工作。
根据船舶的吨位、船型，可配置单舵浆或者双舵浆，均采用全回转舵浆，全回转舵桨31推进角度无死角限制，可全功率360°正反方向旋转操作，确保推力能够满足任何的方向要求输出，所以船只倒行时，无需反转螺旋浆，而且能够轻松地完成船只原地360°回转、掉头、退后行驶、反推力减速、开尾以及横向平移行驶等，特别适合于各种复杂的航道环境及靠泊码头操作。并且全回转舵浆结构紧凑，集传动、减速和摆舵于一体，没有传统艉轴那种长轴系统，占用较小的安装空间，而且能够整体吊装，便于安装及吊出维修。
综上所述，通过设置电站系统10、推进电机系统20和舵桨系统30，以内燃机发电供电机驱动全回转舵桨31的能量转化方式，提高内燃机的做功效率，同时利用电驱动和全回转舵桨31的结合增强船舶操作的灵活性。
优选的，电站系统10包括至少两台发电机组11。发电机组11的发动机为柴油发动机或燃气发动机。
发电机组11一般配置两台或以上，装机功率是根据推进功率及船上电气负载设备功率来确定，通过2台或以上的发电机组11科学的功率组合和调度使用，灵活地适应船舶不同的航行工况需求。
进一步的，推进电机23为永磁电机。
永磁电机的额定效率及额定功率因素均达到95％，而且高效工作区覆盖了从低速到高速运行范围，控制简便，能实现无级调速，特别适合应用于船舶航行推进中的各类工况。
进一步的，具有全回转舵桨的船舶电力推进装置还包括远程监控系统5，电站系统10、推进电机系统20和舵桨系统30均与远程监控系统5以向远程监控系统5发送各自的运行状态数据。
远程监控系统5安装于船舶的驾驶室内，供驾驶员对各系统的监察和操控。远程监控系统5通过现场总线的连接方式，将电站系统10、推进电机系统20和舵浆系统的运行状态数据集中处理。远程监控系统5的设置有很好的实际使用意义，一方面对主要设备的各种信息集中监测显示、记录使得驾驶员能够第一时间掌握各重要系统的运行状态，并对实时航行工况作出快速、合适的调整；另一方面，能及时记录、保存和向总部传输数据，为实现船舶的安全航行、经济航行、计划航行提供了可靠的管理依据。
另外，配电板12的输出端还与运转负载4相连以向运转负载4供电。
在船舶航行过程中，处理推进相关动力需求，还有船员生活用电的需求，对于生活用电的需求，这类负载主要为保证船舶运转所需，故定义为运转负载4。
其中，还包括用于驱动全回转舵桨31转向的转舵电机，转舵电机与配电板12的输出端相连。转舵电机的数量最好为两台。
因为全回转舵桨31是通过整体转动来实现船舶的转向调节，人工操作的精度和力度都不较差，设置转舵电机能有效实现快速准确调节。两台转舵电机，一用一备，工作可靠，控制方便。
本实用新型具体实施方式中最后还提供一种船舶，船舶设置有前述实施例中的具有全回转舵桨的船舶电力推进装置。
船舶设置有前述的船舶动力推进装置，与之相对应的，船舶也具备前述船舶动力推进装置的有益效果。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.具有全回转舵桨的船舶电力推进装置，其特征在于，包括：电站系统、推进电机系统和舵桨系统；
所述电站系统包括发电机组和配电板，所述发电机组的电能输出端与所述配电板的输入端相连；
所述推进电机系统包括滤波器、变频器和推进电机，所述滤波器的输入端与所述配电板的输出端相连；所述变频器的输出端与所述滤波器的输出端相连，所述推进电机的电能输入端与所述变频器的输出端相连；
所述舵桨系统包括至少一台全回转舵桨，每台所述全回转舵桨由一台所述推进电机独立驱动。
2.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述电站系统包括至少两台发电机组。
3.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述推进电机为永磁电机。
4.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述船舶电力推进装置还包括远程监控系统，所述电站系统、推进电机系统和舵桨系统均与所述远程监控系统以向所述远程监控系统发送各自的运行状态数据。
5.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述配电板的输出端还与运转负载相连以向所述运转负载供电。
6.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述船舶电力推进装置还包括用于驱动所述全回转舵桨转向的转舵电机，所述转舵电机与所述配电板的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述转舵电机的数量为两台。
8.根据权利要求1所述的船舶电力推进装置，其特征在于，所述发电机组的发动机为柴油发动机或燃气发动机。
9.船舶，其特征在于，所述船舶设置有权利要求1-8任一项所述的具有全回转舵桨的船舶电力推进装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106005296A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-12 | 江苏省船舶设计研究所有限公司 | 一种全电力推进车客渡船 |
| CN106160010A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-11-23 | 佛山市派能机电有限公司 | 电力推进船舶综合电力系统 |
| CN107444603A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-08 | 广州海工船舶设备有限公司 | 一种新型的船舶全回转桨步进转舵控制系统和方法 |
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