JP2513217B2 - 船舶用電気推進システム - Google Patents
船舶用電気推進システムInfo
- Publication number
- JP2513217B2 JP2513217B2 JP62079764A JP7976487A JP2513217B2 JP 2513217 B2 JP2513217 B2 JP 2513217B2 JP 62079764 A JP62079764 A JP 62079764A JP 7976487 A JP7976487 A JP 7976487A JP 2513217 B2 JP2513217 B2 JP 2513217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- propeller
- phase
- rotor hub
- propulsion system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
- B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、船舶用電気推進システムに関し、更に詳し
くは、推進用プロペラをダイレクト・ドライブ・モータ
によって直接駆動するようにした船舶用電気推進システ
ムに関するものである。
くは、推進用プロペラをダイレクト・ドライブ・モータ
によって直接駆動するようにした船舶用電気推進システ
ムに関するものである。
（従来の技術） 従来より船舶における推進システムとして、船舶に搭
載した原動機によって発電機を回転させ、発電機の出力
によって電動機を駆動する方式の電気推進システムがあ
る。
載した原動機によって発電機を回転させ、発電機の出力
によって電動機を駆動する方式の電気推進システムがあ
る。
このような電気推進システムにおいては、プロペラを
駆動する電動機として、高速回転する交流電動機又は直
流電動機が使用されている。
駆動する電動機として、高速回転する交流電動機又は直
流電動機が使用されている。
船舶推進用プロペラの回転数は、一般に150〜200r.p.
mの低速で駆動する必要があり、交流電動機又は直流電
動機の高速回転を、複雑な歯車機構を介して前述した所
望の回転数におとし、高トルクを得るようにしている。
mの低速で駆動する必要があり、交流電動機又は直流電
動機の高速回転を、複雑な歯車機構を介して前述した所
望の回転数におとし、高トルクを得るようにしている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電気推進システム
は、歯車機構を使用するためにその構成が複雑になるば
かりでなく、電動機に交流電動機を使用したものは、低
速時に安定した高トルク特性が得られないという問題点
がある。また電動機に直流電動機を用いるものは、低速
時に高いトルクを得ることができるが、高速時において
は低トルクとなるうえに、高価となって経済的でないと
いう問題点がある。
は、歯車機構を使用するためにその構成が複雑になるば
かりでなく、電動機に交流電動機を使用したものは、低
速時に安定した高トルク特性が得られないという問題点
がある。また電動機に直流電動機を用いるものは、低速
時に高いトルクを得ることができるが、高速時において
は低トルクとなるうえに、高価となって経済的でないと
いう問題点がある。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、歯車機構を使用せず、船舶用の推進プロペ
ラの回転数に適した回転範囲で高いトルク特性の得られ
る高性能の船舶用電気推進システムを実現しようとする
ものである。
その目的は、歯車機構を使用せず、船舶用の推進プロペ
ラの回転数に適した回転範囲で高いトルク特性の得られ
る高性能の船舶用電気推進システムを実現しようとする
ものである。
（問題点を解決するための手段） 第１図は、本発明システムの基本的な構成を示す構成
図である。図において、BYは船体、PMは原動機、GEは原
動機PMによって駆動される発電機、DMは発電機GEから電
力が供給されて回転するダイレクト・ドライブ・モータ
（以下DDモータと略す）、CNTはDDモータDMの制御回
路、PRはDDモータの回転軸にその軸が直結されたプロペ
ラである。
図である。図において、BYは船体、PMは原動機、GEは原
動機PMによって駆動される発電機、DMは発電機GEから電
力が供給されて回転するダイレクト・ドライブ・モータ
（以下DDモータと略す）、CNTはDDモータDMの制御回
路、PRはDDモータの回転軸にその軸が直結されたプロペ
ラである。
ここで、DDモータDMは、回転子ハブを回転可能に片持
構造で支持するクロスローラ軸受を用いたアウタロータ
形としてあり、推進用プロペラは、回転子ハブにより直
接駆動されるように構成してある。
構造で支持するクロスローラ軸受を用いたアウタロータ
形としてあり、推進用プロペラは、回転子ハブにより直
接駆動されるように構成してある。
（作用） DDモータDMは、磁気誘導子型の高トルク同期モータ
で、制御回路CNTから与えられる制御パルスによって回
転数が制御される。DDモータ DMの回転は、プロペラ軸
に直接伝達され、推力となる。
で、制御回路CNTから与えられる制御パルスによって回
転数が制御される。DDモータ DMの回転は、プロペラ軸
に直接伝達され、推力となる。
（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第２図は、本発明システムに用いられるDDモータDM及
びこれに結合されるプロペラPRの一例を示す軸方向断面
図であり、第３図は組立分解図である。
びこれに結合されるプロペラPRの一例を示す軸方向断面
図であり、第３図は組立分解図である。
DDモータDMは、ここではアウターローター形のものを
用いている。DDモータDMにおいて、１は内側固定子で、
２組の磁性体11,12、この磁性体にはさまれた永久磁石1
3及び励磁コイル14とからなる。各磁性体11,12は励磁コ
イル14が巻回された複数個の突極11a,11b…があり、ま
た各突極の先端にはピッチＰの歯15が設けられている。
用いている。DDモータDMにおいて、１は内側固定子で、
２組の磁性体11,12、この磁性体にはさまれた永久磁石1
3及び励磁コイル14とからなる。各磁性体11,12は励磁コ
イル14が巻回された複数個の突極11a,11b…があり、ま
た各突極の先端にはピッチＰの歯15が設けられている。
２は内側固定子１の外側に空隙を隔てて回転可能に配
置された外側回転子で、内側固定子１に対向する面に
は、ピッチＰで並ぶ歯21が設けられている。
置された外側回転子で、内側固定子１に対向する面に
は、ピッチＰで並ぶ歯21が設けられている。
３は外側回転子２を内部において固定し、外側回転子
２とともに回転する円筒状の回転子ハブで、これにプロ
ペラPRの回転軸４が結合している。
２とともに回転する円筒状の回転子ハブで、これにプロ
ペラPRの回転軸４が結合している。
５は軸受で、外側回転子２を回転子ハブ３を介して支
持するものであって、ここでは片持構造で支持するクロ
スローラ軸受けを使用した例を示し、回転ローラ51、回
転ローラ51を内側及び外側から挟持する保持部材52,53
からなる。
持するものであって、ここでは片持構造で支持するクロ
スローラ軸受けを使用した例を示し、回転ローラ51、回
転ローラ51を内側及び外側から挟持する保持部材52,53
からなる。
54,55は、軸受け５の一方の保持部材52を回転子ハブ
３側に固定させるためのクランプリングである。
３側に固定させるためのクランプリングである。
６は内側固定子１を固定させるハウジングで、軸受け
５はこのハウジング６と回転子ハブとの間に設置され
る。61は、軸受け５の他方の保持部材53をハウジング６
側に固定させるためのクランプリングである。
５はこのハウジング６と回転子ハブとの間に設置され
る。61は、軸受け５の他方の保持部材53をハウジング６
側に固定させるためのクランプリングである。
第４図は、DDモータDMにおいて、内側固定子１に設け
られている励磁コイル14の巻き方を示す図である。ここ
では、Ａ相,B相,C相からなる３組励磁回路を使用したも
のを示しており、Ａ相は突極11aから２つおきに配置さ
れている突極11d,11g,11jの合計４個に直列に巻回さ
れ、Ｂ相は突極11b,11e,11h,11kに直列に巻回され、Ｃ
相は突極11c,11f,11i,11lに直列に巻回されている。内
側固定子１と外側回転子２との対向面に設けられている
歯15,21の位置関係は、PM型３相パルスモータと同様で
あり、詳細は省略する。
られている励磁コイル14の巻き方を示す図である。ここ
では、Ａ相,B相,C相からなる３組励磁回路を使用したも
のを示しており、Ａ相は突極11aから２つおきに配置さ
れている突極11d,11g,11jの合計４個に直列に巻回さ
れ、Ｂ相は突極11b,11e,11h,11kに直列に巻回され、Ｃ
相は突極11c,11f,11i,11lに直列に巻回されている。内
側固定子１と外側回転子２との対向面に設けられている
歯15,21の位置関係は、PM型３相パルスモータと同様で
あり、詳細は省略する。
第５図は、外側回転子２の回転原理を示す説明図であ
る。
る。
内側固定子１において、突極11aでの磁束は、永久磁
石13によるバイアス磁束ΦＭと、突極11aに巻回された
励磁コイル14に励磁電流を流すことによって生ずる励磁
磁束ΦＣとの和ΦＯ＝ΦＭ＋ΦＣによって形成される。
励磁コイル14に流す電流を、例えば、Ａ相,B相,C相の順
で互いに120゜位相差をもったものとすることにより、
励磁磁束ΦＣは、Ａ相,B相,C相の順番で移動し、和磁束
（ΦＭ＋ΦＣ）部分もこれによって移動するので、外側
回転子２がこれに吸引されて回転する。
石13によるバイアス磁束ΦＭと、突極11aに巻回された
励磁コイル14に励磁電流を流すことによって生ずる励磁
磁束ΦＣとの和ΦＯ＝ΦＭ＋ΦＣによって形成される。
励磁コイル14に流す電流を、例えば、Ａ相,B相,C相の順
で互いに120゜位相差をもったものとすることにより、
励磁磁束ΦＣは、Ａ相,B相,C相の順番で移動し、和磁束
（ΦＭ＋ΦＣ）部分もこれによって移動するので、外側
回転子２がこれに吸引されて回転する。
Ａ相,B相,C相に流す励磁電流の位相の進み、遅れを切
換えれば、回転方向は逆となる。また、Ａ相,B相,C相に
流す励磁電流の切替換タイミングを制御回路CNTから与
えられる制御信号によって速くすれば、和磁束部分も速
く移動することになるので、外側回転子２の回転速度も
速くなる。
換えれば、回転方向は逆となる。また、Ａ相,B相,C相に
流す励磁電流の切替換タイミングを制御回路CNTから与
えられる制御信号によって速くすれば、和磁束部分も速
く移動することになるので、外側回転子２の回転速度も
速くなる。
ここで、外側回転子２に生ずるトルクＴは、バイアス
磁束ΦＭと励磁磁束ΦＣとの和ΦＯの２乗に比例するも
ので、（１）式で表わされる。
磁束ΦＭと励磁磁束ΦＣとの和ΦＯの２乗に比例するも
ので、（１）式で表わされる。
Ｔ∝（ΦＭ＋ΦＣ）２ （１） 上述したような構成のダイレクト・ドライブ・モータ
DMは、（１）式で表わされるトルクＴの発生部分が外周
側に位置しているもので、これによって小型でありなが
ら大きなトルクを発生することができ、また、励磁コイ
ルに流す励磁電流の切換タイミングを制御することで、
容易に回転数の制御を行なうことができるものである。
従って、推進用プロペラPRをDDモータDMの回転子ハブ３
に結合させ、直接駆動するような構成の本発明システム
によれば、回転速度の制御は容易であり、しかも低速時
から高速時までの広い範囲で大きな推力を得ることが可
能となる。
DMは、（１）式で表わされるトルクＴの発生部分が外周
側に位置しているもので、これによって小型でありなが
ら大きなトルクを発生することができ、また、励磁コイ
ルに流す励磁電流の切換タイミングを制御することで、
容易に回転数の制御を行なうことができるものである。
従って、推進用プロペラPRをDDモータDMの回転子ハブ３
に結合させ、直接駆動するような構成の本発明システム
によれば、回転速度の制御は容易であり、しかも低速時
から高速時までの広い範囲で大きな推力を得ることが可
能となる。
第６図は、本発明システムの他の実施例を示す構成断
面図である。この実施例では、小型漁船やモーターボー
ドなどの比較的小型の船舶において多用されている船外
機に適用した場合を示し、この船外機自体は操縦機とし
ての機能も兼ね備えている。図において、CCは水密外装
ケージングで、船尾に設置され、矢印ａ方向、縦軸芯CO
周りに360゜回転自在に構成されており、上部にDDモー
タDMを駆動するためのバッテリーや制御回路CNTを収納
したボックスBXを有している。
面図である。この実施例では、小型漁船やモーターボー
ドなどの比較的小型の船舶において多用されている船外
機に適用した場合を示し、この船外機自体は操縦機とし
ての機能も兼ね備えている。図において、CCは水密外装
ケージングで、船尾に設置され、矢印ａ方向、縦軸芯CO
周りに360゜回転自在に構成されており、上部にDDモー
タDMを駆動するためのバッテリーや制御回路CNTを収納
したボックスBXを有している。
DDモータDMは、ケージングCCと底部に設置され、回転
子ハブ３の一部は、シール軸受けSLを介してケージング
CCの外部に露出している。プロペラPRは、この外部に露
出した回転子ハブ３に設けられている。
子ハブ３の一部は、シール軸受けSLを介してケージング
CCの外部に露出している。プロペラPRは、この外部に露
出した回転子ハブ３に設けられている。
このような構造の船外機によれば、プロペラPRに回転
力を伝達するためのギヤやシャフトが不要で、構造が簡
単になるうえに、速度制御を容易に行なうことができ
る。
力を伝達するためのギヤやシャフトが不要で、構造が簡
単になるうえに、速度制御を容易に行なうことができ
る。
なお、固定子12個の突極を有し、３相励磁回路を用い
るものを例示したが、このような構成に限定されるもの
でもない。
るものを例示したが、このような構成に限定されるもの
でもない。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明はDDモータからの
駆動トルクで直接プロペラを回転させるようにしたもの
で、本発明によれば、複雑な歯車機構を必要とせず、回
転速度の制御が容易で、しかも、プロペラの駆動に必要
な回転数の範囲において、任意回転数で大きな推力を得
ることのできる船舶用電気推進システムが実現できる。
駆動トルクで直接プロペラを回転させるようにしたもの
で、本発明によれば、複雑な歯車機構を必要とせず、回
転速度の制御が容易で、しかも、プロペラの駆動に必要
な回転数の範囲において、任意回転数で大きな推力を得
ることのできる船舶用電気推進システムが実現できる。
また、本発明によれば、DDモータDMは、回転子ハブを
回転可能に片持構造で支持するクロスローラ軸受を用い
たアウタロータ形とし、推進用プロペラは、回転子ハブ
により直接駆動されるように構成したもので、推進用プ
ロペラ側で発生する振動をクロスローラ軸受け（一つの
軸受）で柔軟に吸収することができ、プロペラ側からの
衝撃に強く、DDモータの駆動トルクを有効に利用するこ
とができる。
回転可能に片持構造で支持するクロスローラ軸受を用い
たアウタロータ形とし、推進用プロペラは、回転子ハブ
により直接駆動されるように構成したもので、推進用プ
ロペラ側で発生する振動をクロスローラ軸受け（一つの
軸受）で柔軟に吸収することができ、プロペラ側からの
衝撃に強く、DDモータの駆動トルクを有効に利用するこ
とができる。
第１図は本発明システムの基本的な構成図、第２図は本
発明システムに用いられるDDモータ及びプロペラの一例
を示す軸方向断面図、第３図は組立分解図、第４図はDD
モータにおける励磁コイルの巻き方を示した図、第５図
は回転原理の説明図、第６図は本発明システムの他の実
施例の構成断面図である。 BY……船体、PM……原動機、GE……発電機、DM……DDモ
ータ、CNT……制御回路、PR……プロペラ、１……固定
子、２……回転子、３……回転子ハブ。
発明システムに用いられるDDモータ及びプロペラの一例
を示す軸方向断面図、第３図は組立分解図、第４図はDD
モータにおける励磁コイルの巻き方を示した図、第５図
は回転原理の説明図、第６図は本発明システムの他の実
施例の構成断面図である。 BY……船体、PM……原動機、GE……発電機、DM……DDモ
ータ、CNT……制御回路、PR……プロペラ、１……固定
子、２……回転子、３……回転子ハブ。
Claims (1)
- 【請求項１】内側固定子（１）と、 この固定子の外側に空隙を隔てて配置された外側回転子
（２）と、 この外側回転子を内部に固定させた円筒形状の回転子ハ
ブ（３）と、 この回転子ハブを回転可能に片持構造で支持するクロス
ローラ軸受（５）と、 内側固定子を固定させるハウジング（６）とで構成され
るダイレクト・ドライブ・モータと、 このモータの回転子ハブ（３）に軸が結合した推進用プ
ロペラと を備え、前記推進用プロペラは、前記回転子ハブにより
直接駆動されることを特徴とする船舶用電機推進システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079764A JP2513217B2 (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 船舶用電気推進システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079764A JP2513217B2 (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 船舶用電気推進システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63247197A JPS63247197A (ja) | 1988-10-13 |
| JP2513217B2 true JP2513217B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=13699285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62079764A Expired - Lifetime JP2513217B2 (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 船舶用電気推進システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513217B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741083B2 (ja) * | 1989-01-12 | 1995-05-10 | セノー株式会社 | 筋力負荷提供装置 |
| SE510457C2 (sv) * | 1996-05-13 | 1999-05-25 | Volvo Penta Ab | Båtskrov samt fartyg med ett dylikt skrov |
| NO20033876A (no) * | 2003-09-02 | 2005-02-21 | Norpropeller As | Drivsystem for skip |
| KR100883504B1 (ko) | 2007-06-26 | 2009-02-16 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 전기 추진 시스템 및 방법 |
| DE102012101427A1 (de) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Schottel Gmbh | Hybridantrieb für ein Wasserfahrzeug |
| JP6777913B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2020-10-28 | 国立大学法人東京海洋大学 | 水中推進装置および水中探査装置 |
| JP6856209B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2021-04-07 | 国立大学法人東京海洋大学 | 水中推進装置および水中探査装置 |
| CN108639298A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-10-12 | 常州高尔登科技有限公司 | 一种直驱式电动舷外机 |
| CN110341900B (zh) * | 2019-08-09 | 2021-04-23 | 罗晓敏 | 一种磁悬浮河道清理船 |
| CN110920846B (zh) * | 2019-12-20 | 2020-12-25 | 威海沃欧船艇制造有限公司 | 一种基于电机的帆船驱动装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4958100U (ja) * | 1972-08-30 | 1974-05-22 | ||
| JPS5934558B2 (ja) * | 1974-09-09 | 1984-08-23 | アウトボ−ド マ−リン コ−ポレ−シヨン | 永久磁石型直流モ−タ用速度選択装置 |
| JPS52141797U (ja) * | 1976-04-23 | 1977-10-27 |
-
1987
- 1987-04-02 JP JP62079764A patent/JP2513217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63247197A (ja) | 1988-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3708251A (en) | Gearless drive method and means | |
| US5117141A (en) | Disc rotors with permanent magnets for brushless DC motor | |
| US5047680A (en) | Rotating electrical machine | |
| US4056746A (en) | Counterrotation electric motor | |
| KR930007040A (ko) | 해양선박용 전기추진모터 | |
| JP2513217B2 (ja) | 船舶用電気推進システム | |
| CN112737255B (zh) | 盘式双转子对转电机及航行器 | |
| JPS6363911B2 (ja) | ||
| CN101359862B (zh) | 具有单电口和同速逆向双机械口的永磁同步电机 | |
| JP5223475B2 (ja) | 二重反転スクリュー機構 | |
| JPS63217968A (ja) | 船舶推進用二重反転プロペラの超電導駆動装置 | |
| CN201278487Y (zh) | 水下航行器推进用内外双转子异向旋转永磁同步电机 | |
| RU2722873C1 (ru) | Движительный комплекс с кольцевым электродвигателем для подводных аппаратов большой автономности | |
| US20070046131A1 (en) | Boat drive | |
| JP4857442B2 (ja) | ポッド型推進器 | |
| JP2660865B2 (ja) | 二重反転プロペラ装置の駆動装置 | |
| JP2002534316A (ja) | 船舶を推進させる装置 | |
| GB2574792A (en) | Rotationally balanced electric motor with air-core stator coils | |
| JPH0136948B2 (ja) | ||
| JPH09240591A (ja) | 二重反転プロペラ用駆動装置 | |
| FI76748C (fi) | Till fartyg fast ansluten motorpropeller. | |
| Holt et al. | High efficiency, counter-rotating ring thruster for underwater vehicles | |
| JP2006069369A (ja) | ポッド型電気推進装置 | |
| JP4998940B2 (ja) | 船舶用推進装置 | |
| JPS60162463A (ja) | 回転界磁型直流電動機 |