JP2007284018A - 船舶用ハイブリッド推進システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロペラと減速機から構成される推進装置と、推進装置とクラッチを介して推進装置を駆動する主機と、推進装置に直結された電気推進電動機と、前記主機に直結された主機駆動発電機と、双方向インバータと、双方向インバータ側と船内母線側へ切り替える主機駆動発電機出力先切替スイッチと、電気推進電動機入切スイッチとを備え、主機駆動発電機の電力を双方向インバータを介して船内負荷へ供給しつつ、クラッチを嵌合し主機により推進装置を駆動する推進形態と、クラッチを脱とし主機駆動発電機の発電出力を双方向インバータを介して電気推進電動機へ供給し推進装置を駆動する推進形態で構成する。
【選択図】図1
Description
図2に示すように、従来の旅客フェリー用ハイブリッド推進システムは、複数台の主発電機1と複数台の電気推進電動機2との間にインバータ3Aが設けられている。電気推進電動機2はプロペラを備えた推進装置4に接続されており、推進装置4はクラッチ5を介して主機6に接続されている。主機6の反対側には主機駆動発電機7が接続されており、主機6は推進に使用されるとともに、主機駆動発電機7の動力源になっている。また、離着桟時に運転されるスラスタ装置8が装備されている。9は安定化電源装置、10は蓄電池である。
図1は本発明の一実施形態である船舶用ハイブリッド推進システムの結線図である。
図1に示すように、本実施形態は、主発電機1と複数台の電気推進電動機2との間、および主発電機1と複数台の主機駆動発電機7との間には双方向インバータ3Bが設けられている。電気推進電動機2は電気推進電動機入切スイッチ11を経由して、また、主機駆動発電機7は主機駆動発電機出力先切替スイッチ12を経由して双方向インバータ3Bに接続されている。主機6はクラッチ5を介して推進装置4に接続されている。また離着桟時に運転されるスラスタ装置8が船内母線を経由して主発電機1に接続されている。なお、主発電機1と双方向インバータ3Bとの間に、母線の電圧ノイズを低減させるために入力変圧器15を設けている。
港湾内離着桟時および低速度航行時には電気推進電動機入切スイッチ11を入りにすることにより、双方向インバータ3Bの出力が電気推進電動機2に入力されて回転数制御を行い、推進装置4が任意の回転数で駆動される電気推進モードでの航行となる。この時、クラッチ5を脱として推進装置4と主機6を切り離して、最も高効率運転が可能となる高速一定回転数で主機6を運転し主機駆動発電機7を一定回転数で駆動させる。同時に主機駆動発電機出力先切替スイッチ12を「a」側に切り替えることで、主機駆動発電機7より周波数・電圧が一定な安定電源が船内母線へ供給される。スラスタ装置8の運転時には船内負荷が増えるため主機駆動発電機7と主発電機1を並列運転して船内電力を賄う。
これにより、従来では不可能であった主発電機1との並列運転が可能となり、複数台ある主機駆動発電機7内の1台が不適合でもシステム全体としての信頼性が向上する。
図3に示すように、推進装置出力は推進装置回転数の三乗に比例する曲線Aとなる。ここで、電気推進モードと主機推進モードを切り替える切替設定回転数を点dに設定した場合、速度制御レバーの位置を(1)から(2)に操作した時、推進装置の回転数は点aから点cの方向へ上昇を始める。そして点bを通過する際に電気推進モードから主機推進モードへ自動的に切り替わる。
この様に電気推進モードと主機推進モードの切り替えを全自動にて安全かつスムーズに行うことで船舶航行の安全性と信頼性が向上する。
図4に示すように、推進装置出力は推進装置回転数の三乗に比例する曲線Aとなる。電気推進電動機出力は曲線Aに推進装置の損失を加えた曲線Bとなる。ここで、電気推進モードと主機推進モードを切り替える電気推進電動機出力を点eに設定した場合、速度制御レバーの位置を(1)から(2)に操作した時、電気推進電動機の出力は点a’から増加を始める。そして点b’に到達した時に電気推進モードから主機推進モードへ自動的に切り替わる。
Claims (3)
- 船舶を推進させるプロペラと減速機から構成される推進装置と、前記推進装置とクラッチを介して当該推進装置を駆動する主機と、前記推進装置に直結された電気推進電動機と、前記主機に直結された主機駆動発電機と、力行、回行のできる双方向インバータと、前記主機駆動発電機の出力先を前記双方向インバータ側と船内母線側へ切り替える主機駆動発電機出力先切替スイッチと、前記電気推進電動機へ供給する電力を入切する電気推進電動機入切スイッチとを備え、前記主機駆動発電機の電力を前記双方向インバータを介して船内負荷へ供給しつつ前記クラッチを嵌合し前記主機により前記推進装置を駆動する前記主機による推進形態と、前記クラッチを脱とし前記主機により駆動される前記主機駆動発電機の発電出力を船内負荷へ供給し、船内の電力を前記双方向インバータを介して前記電気推進電動機へ供給して前記推進装置を駆動する前記電気推進電動機による推進形態の二つの推進形態を有することを特徴とする船舶用ハイブリッド推進システム。
- 請求項1に記載の船舶用ハイブリッド推進システムにおいて、速度制御レバーの位置と推進装置の回転数によって主機駆動発電機出力先切替スイッチと電気推進電動機入切スイッチを開閉することを特徴とする船舶用ハイブリッド推進システム。
- 請求項1に記載の船舶用ハイブリッド推進システムにおいて、電気推進電動機の電流値を検出する検出手段を備え、速度制御レバーの位置と検出手段の検出値により主機駆動発電機出力先切替スイッチと電気推進電動機入切スイッチを開閉することを特徴とする船舶用ハイブリッド推進システム。
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