JP2011235840A - 船舶の電気推進システムの推進制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電装置DGとこの発電装置により充電される蓄電池Bからなるハイブリッド電源10から、船舶の推進機PRを駆動する推進電動機Mとこの推進電動機へ供給される電力を変換制御して前記推進電動機を可変速制御する電力変換器INVとからなる電気推進装置20および船舶の各種の補助機器30に共通に給電するように構成し、前記電気推進装置を制御する推進制御装置50に、電気推進装置から前記ハイブリッド電源への回生電圧が所定の制限電圧を超えないように制御する電圧制限手段を設ける。
【選択図】図1
Description
このように、電気推進装置20の回生動作にともなって、電力変換器INVの入力端電圧V3が100%V以上の電圧に上昇して設定された制限電圧VLを超えると、推進制御装置50の速度制御部52が電力変換器INVを制御して入力端電圧V3がVLを越えないように電圧制限動作を行うので、電力変換器INVの入力端電圧V3は、100+α%V(105%V)以下に保たれる。このため、給電路MLに接続された機器が過電圧により支障をきたすことはない。
(1)蓄電池運航モード
蓄電池運航モードは、蓄電池のみで運航するモードである。
V1=V2−(IMBB×R2) ・・・(2)
VB=V1−(IMBB−IAX)×R1 ・・・(3)
したがって、電気推進システムの給電路の各部の電圧は、V3>V2>V1>VBの関係になる。
そして、(4)式より、蓄電池Bへの充電電流IBCB(=IMBB−IAX)は(5)式のように表わすことができる。
…(5)
ここで、例えば力行電流100%Aと同程度の大きな回生電流IMBBが流れ、この回生電流IMBBに対し補助機器30への供給電流IAXが十分に小さく、(5)式において「IAX×(R2+R3)」の項が「V3−VB」の項に対して十分に小さいと見なすことができる場合、また、回生電流IMBBによる蓄電池Bの充電電流IBCBは、(6)式のように表わすことができる。
また、蓄電池Bの端子電圧VBは(7)式のように表わすことができる。
ただし、(7)式においてeBは蓄電池Bの内部起電圧、RBは蓄電池Bの内部抵抗である。
IBCB=IMBB−IAX ・・・(8)
の充電電流が流れるから、電力変換器INVの入力端電圧V3をこの発明にしたがって制限電圧VL以下に制限することによって回生電流IMBBが制限され、充電電流IBCBも制限されることになる。
(2)ハイブリッド運航モード
この運航モードでは、遮断器S1〜S4を投入(オン)し、蓄電池B、発電装置DG、電気推進装置20および補助機器30が給電路MLに接続される。発電装置DGを立ち上げ、その発電電力により蓄電池Bを充電しながら、電気推進装置20および船内補助機器30へも給電して船舶を運航する。蓄電池Bの充電は、前記した定電流充電法または定電圧充電法の2つの方法によって行われる。このような充電しながらの運航のときに電気推進装置20で回生動作が起きた場合は、次に示すように、前記の蓄電池運航モードとは異なる動作となる。
(2−1)定電流充電航走中に回生動作が発生した場合
発電装置DGの出力電流IGは、図7に点線で示すように各部へ流れる。
(2−2)定電圧充電航走中に回生動作が発生した場合
定電圧充電は充電電圧VBを一定にして蓄電池を充電する方法であるから、図1における発電制御装置40の電圧設定器VR4に所定の充電電圧設定値VRを設定することにより、蓄電池電圧検出器VDBで検出された蓄電池電圧実際値VBが、この電圧設定値VRになるように発電制御装置40が発電機Gを制御し、蓄電池電圧VBが一定に保たれるようにする。これによって蓄電池Bは、発電装置DGによって一定電圧で充電される。
(2−3)蓄電池が断路されていて発電装置のみで運航するモード
この運航モードは、図1に示す蓄電池回路に設けた断路器DSを切断した状態で、発電装置DGから電気推進装置20、および船内の各種補助機器30へ電力を供給して運航するモードである。
B :蓄電池
DG :発電装置
20 :電気推進装置
INV:電力変換器
M :推進電動機
PR :推進機(プロペラ)
30 :補助機器
40 :発電制御装置
50 :推進制御装置
CSM:操作指令器
VR1:速度設定器
VR2:制限電圧設定器
Claims (5)
- 発電装置とこの発電装置により充電される蓄電池からなるハイブリッド電源と、船舶の推進機を駆動する推進電動機とこの推進電動機へ供給される電力を変換制御して前記推進電動機を可変速制御する電力変換器からなる電気推進装置とを備え、前記ハイブリッド電源から前記電気推進装置および船舶の各種の補助機器に共通の給電路を介して給電するように構成した船舶の電気推進システムにおいて、前記電気推進装置を操作指令に従って制御する推進制御装置に、前記電気推進装置から前記ハイブリッド電源へ回生する電力の電圧が、予め設定した所定の制限電圧を超えないように制御する電圧制限手段を設けたことを特徴とする船舶の電気推進システムの推進制御装置。
- 請求項1に記載の電気推進システムにおいて、前記電圧制限手段は、前記ハイブリッド電源の蓄電池が断路され発電装置の発生電力で運航している状態においても、前記電気推進装置の電圧制限動作を行うことを特徴とする船舶の電気推進システムの推進制御装置。
- 請求項1または2に記載の電気推進システムにおいて、前記電圧制限手段は、前記電気推進装置で回生動作が行われたときに前記電力変換器のハイブリッド電源側の入力端の電圧を制限する動作を行うようにしたことを特徴とする船舶の電気推進システムの推進制御装置。
- 請求項2または3に記載の電気推進システムにおいて、電気推進装置への設定指令速度と実際の速度とをの比較することによって回生動作を検出することを特徴とする船舶の電気推進システムの推進制御装置。
- 請求項2または3に記載の電気推進システムにおいて、前記電気推進装置の電力変換器の受電端に流れる電流の極性を判別することにより回生動作を検出することを特徴とする船舶の電気推進システムの推進制御装置。
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