JP5561468B2 - Inverter system for marine electric propulsion system - Google Patents

Inverter system for marine electric propulsion system Download PDF

Info

Publication number
JP5561468B2
JP5561468B2 JP2010022195A JP2010022195A JP5561468B2 JP 5561468 B2 JP5561468 B2 JP 5561468B2 JP 2010022195 A JP2010022195 A JP 2010022195A JP 2010022195 A JP2010022195 A JP 2010022195A JP 5561468 B2 JP5561468 B2 JP 5561468B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
torque command
setter
gain value
signal
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.)
Active
Application number
JP2010022195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011160620A5 (en
JP2011160620A (en
Inventor
誠 中塚
Original Assignee
西芝電機株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 西芝電機株式会社 filed Critical 西芝電機株式会社
Priority to JP2010022195A priority Critical patent/JP5561468B2/en
Publication of JP2011160620A publication Critical patent/JP2011160620A/en
Publication of JP2011160620A5 publication Critical patent/JP2011160620A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5561468B2 publication Critical patent/JP5561468B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、船舶用電気推進装置のインバータシステムに係り、特に荒天時等の電気推進装置の頻繁な電力変動を抑えるために、推進用電動機のトルクの急峻な増減を抑制制御する船舶用電気推進装置のインバータシステムに関する。   The present invention relates to an inverter system for a marine electric propulsion device, and more particularly to an electric propulsion device for marine control that suppresses and controls a sudden increase and decrease in torque of a propulsion motor in order to suppress frequent power fluctuations of the electric propulsion device during stormy weather. The present invention relates to an inverter system of an apparatus.

近年、ケミカル船などにおいては、荷役作業の高効率化や環境負荷(環境に与えるマイナスの影響)を低減する等の目的で油圧駆動から電動機駆動への転換が進められている。特に、船内機器の中で最も環境負荷の大きい推進装置をディーゼル機関等の内燃機関から電動機に置換した、いわゆる電気推進装置の採用が拡大している(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, in chemical ships and the like, a shift from hydraulic drive to electric motor drive has been promoted for the purpose of improving the efficiency of cargo handling work and reducing the environmental load (negative impact on the environment). In particular, the adoption of so-called electric propulsion devices, in which propulsion devices having the greatest environmental load among inboard devices are replaced with electric motors from internal combustion engines such as diesel engines, is expanding (see, for example, Patent Document 1).

図13は特許文献1に記載されている一般的な電気推進装置を接続した船内電気系統を示す図である。
この図13に示す電気推進装置は、推進用誘導電動機を船舶用インバータシステムで駆動するように構成したものである。推進用プロペラ2を駆動する推進用誘導電動機1は、固定子に2つの電機子巻線(図示せず)を巻装されており、2つの電機子巻線のうちの一方の巻線をインバータ4および遮断器6を介して船内母線8に接続し、他方の巻線をインバータ5および遮断器7を介して船内母線8に接続している。
FIG. 13 is a diagram showing an inboard electric system to which a general electric propulsion device described in Patent Document 1 is connected.
The electric propulsion apparatus shown in FIG. 13 is configured to drive a propulsion induction motor with a marine inverter system. A propulsion induction motor 1 for driving a propeller 2 for propulsion has two armature windings (not shown) wound around a stator, and one of the two armature windings is an inverter. 4 and the breaker 6 are connected to the inboard bus 8, and the other winding is connected to the inboard bus 8 via the inverter 5 and the breaker 7.

なお、前記インバータ4はマスタインバータ、インバータ5はスレーブインバータとして機能し、それぞれ電機子巻線への印加電圧を制御することによって流れる電流I、Iを制御し、推進用誘導電動機1の駆動トルク、即ち、推進用プロペラ2の推進力を制御するようになっている。 The inverter 4 functions as a master inverter, and the inverter 5 functions as a slave inverter, and controls the currents I 1 and I 2 flowing by controlling the voltage applied to the armature winding, respectively , to drive the propulsion induction motor 1. The torque, that is, the propulsive force of the propeller 2 for propulsion is controlled.

3は推進用誘導電動機1の軸端部に設けられてその回転速度に応じたパルス信号を出力するパルスジェネレータであり、パルス信号をマスタインバータ4に出力してその点弧ゲート角度を制御する。スレーブインバータ5はマスタインバータ4に同期追従する。   A pulse generator 3 is provided at the shaft end of the induction motor 1 for propulsion and outputs a pulse signal corresponding to the rotational speed thereof. The pulse generator outputs a pulse signal to the master inverter 4 to control the ignition gate angle. The slave inverter 5 follows the master inverter 4 synchronously.

前記船内母線8には、それぞれ遮断器54、55および56を介して発電装置51、52および53が接続され、さらに、遮断器57を介して船内負荷58が接続されている。なお、発電装置51、52および53は、ディーゼル機関(D/E)等の内燃機関によって発電機(G)を駆動するように構成されている。   Power generating devices 51, 52 and 53 are connected to the inboard bus 8 through circuit breakers 54, 55 and 56, respectively, and an inboard load 58 is connected through a circuit breaker 57. The power generators 51, 52, and 53 are configured to drive the generator (G) by an internal combustion engine such as a diesel engine (D / E).

通常、船舶の航行中は推進用誘導電動機1がマスタインバータ4およびスレーブインバータ5を介して船内母線8から供給される電力により駆動され、推進用プロペラ2を駆動して船舶の推進力を得ている。 Usually, during navigation of the ship is driven by electric power propulsion motor 1 is supplied either inboard bus 8 et via the master inverter 4 and the slave inverter 5, to give a propulsive force of the vessel by driving the propulsion propeller 2 ing.

また、電気推進装置以外の船内負荷58が消費する電力は船内負荷用遮断器57を介して船内母線8より供給される。電気推進装置およびその他の船内負荷58が消費する電力は発電装置51〜53が発電し、発電装置用遮断器54〜56を介して船内母線8へ供給される。   Electric power consumed by the inboard load 58 other than the electric propulsion device is supplied from the inboard bus 8 via the inboard load circuit breaker 57. Electric power consumed by the electric propulsion device and other inboard loads 58 is generated by the power generation devices 51 to 53 and supplied to the inboard bus 8 via the power generation device breakers 54 to 56.

前記発電装置51〜53は、図示しない制御装置によってその時々の船内負荷状況に応じて適宜運転台数制御をする、いわゆる発電機台数制御が行われる。
ここで、例えば発電装置1台当りの定格発電量をA[kW]、その負荷率を80[%]、電気推進装置の消費電力をB[kW]、その他の船内消費電力をC[kW]とする。
The power generators 51 to 53 perform so-called generator number control in which the number of operating units is appropriately controlled by a control device (not shown) in accordance with the state of the ship load at that time.
Here, for example, the rated power generation amount per generator unit is A [kW], the load factor is 80 [%], the power consumption of the electric propulsion device is B [kW], and the other inboard power consumption is C [kW]. And

いま、発電量と消費電力の関係が、
A×0.8<(B+C)<2×A×0.8・・・(1)
である場合には、船内の負荷は発電装置2台分で賄うことが可能なので、発電装置51および52を運転して発電し、発電装置53を休止状態にする。
Now, the relationship between power generation and power consumption is
A × 0.8 <(B + C) <2 × A × 0.8 (1)
In this case, since the load on the ship can be covered by the two power generation devices, the power generation devices 51 and 52 are operated to generate power, and the power generation device 53 is put into a dormant state.

一方、式(1)において、(B+C)[kW]が減少したために、
(B+C)<A×0.8・・・(2)
となった場合には、発電装置51のみを運転して発電し、発電装置52および53は休止状態にする。
On the other hand, in equation (1), (B + C) [kW] has decreased,
(B + C) <A × 0.8 (2)
In this case, only the power generation device 51 is operated to generate power, and the power generation devices 52 and 53 are put into a resting state.

次に、図14を参照して前述した電気推進装置の船舶用インバータシステムについて詳細を説明する。
図14中、9は速度検出器、10は速度制御器、11は速度設定器である。そして12および13はそれぞれマスタインバータ4およびスレーブインバータ5から推進用誘導電動機1の各巻線に供給される電流I、Iを検出する電流検出器である。ここで、電流I、Iは、三相各相電流(iu、iv、iw)の総称したものである。
Next, the marine inverter system of the electric propulsion device described above will be described in detail with reference to FIG.
In FIG. 14, 9 is a speed detector, 10 is a speed controller, and 11 is a speed setter. Reference numerals 12 and 13 denote current detectors for detecting currents I 1 and I 2 supplied to the windings of the propulsion induction motor 1 from the master inverter 4 and the slave inverter 5, respectively. Here, the currents I 1 and I 2 are generic names of the three-phase currents (iu, iv, iw).

前記速度検出器9は前記パルスジェネレータ3から出力されるパルス信号を入力して推進用誘導電動機1の回転速度を検出し、回転速度検出信号ωrを出力する。前記速度設定器11は推進用誘導電動機1の目標とする回転速度指令信号ωr*を出力する。速度制御器10は速度設定器11で設定した回転速度指令信号ωr*から速度検出器9の回転速度検出信号ωrを減じた誤差を演算増幅してトルク指令信号τe*を求め、その求めたトルク指令信号τe*をインバータ4および5へ出力する。そして、電流検出器12および13は、それぞれインバータ4および5を経て各電機子巻線にそれぞれ流れる3相出力電流値iu、iv、iwを検出してインバータ4および5に入力する。   The speed detector 9 receives the pulse signal output from the pulse generator 3, detects the rotational speed of the propulsion induction motor 1, and outputs the rotational speed detection signal ωr. The speed setter 11 outputs a target rotation speed command signal ωr * of the propulsion induction motor 1. The speed controller 10 calculates and amplifies an error obtained by subtracting the rotational speed detection signal ωr of the speed detector 9 from the rotational speed command signal ωr * set by the speed setter 11 to obtain a torque command signal τe *, and the obtained torque Command signal τe * is output to inverters 4 and 5. Current detectors 12 and 13 detect three-phase output current values iu, iv and iw flowing through the armature windings through inverters 4 and 5, respectively, and input them to inverters 4 and 5.

インバータ4および5は、トルク指令信号τe*と推進用誘導電動機1の回転速度検出信号ωr及び電流検出器12および13から入力した3相出力電流値iu、iv、iwに基づいてベクトル制御演算を行い、推進用誘導電動機1に印加する電圧をそれぞれ制御して推進用誘導電動機1の各巻線に流れる電流I、Iを制御する。 The inverters 4 and 5 perform vector control calculations based on the torque command signal τe *, the rotational speed detection signal ωr of the propulsion induction motor 1 and the three-phase output current values iu, iv, iw input from the current detectors 12 and 13. The voltage applied to the propulsion induction motor 1 is controlled to control the currents I 1 and I 2 flowing through the windings of the propulsion induction motor 1.

ところで、インバータ4および5に供給される電力のうちほとんどは推進用電動機1で消費される。推進用誘導電動機1、インバータ4および5の効率を無視すると、電気推進装置すなわち推進用誘導電動機1が消費する電力は、
P=ωr×T・・・(3)
となる。
Incidentally, most of the electric power supplied to the inverters 4 and 5 is consumed by the propulsion motor 1. If the efficiency of the propulsion induction motor 1 and the inverters 4 and 5 is ignored, the electric power consumed by the electric propulsion device, that is, the propulsion induction motor 1 is
P = ωr × T (3)
It becomes.

ここで、Pは消費電力[W]、ωrは推進用誘導電動機1の回転速度[rad/s]、Tは推進用誘導電動機1の発生トルク[N・m]を表す。(3)式からわかるように、回転速度ωrを一定とした場合、発生トルクTにより消費電力Pが変動する。
船舶を通常航行する場合、速度設定器11の出力する回転速度指令信号ωr*は、0〜定格航行速度までの値を取り得る。
Here, P represents the power consumption [W], ωr represents the rotational speed [rad / s] of the propulsion induction motor 1, and T represents the generated torque [N · m] of the propulsion induction motor 1. As can be seen from the equation (3), when the rotational speed ωr is constant, the power consumption P varies depending on the generated torque T.
When the ship normally navigates, the rotation speed command signal ωr * output from the speed setter 11 can take a value from 0 to the rated navigation speed.

特開2009−194993号公報JP 2009-194993 A

図14に示した従来の電気推進装置の船舶用インバータシステムは、速度設定器11から出力される回転速度指令信号ωr*と速度検出器9から出力される回転速度検出信号ωrが一致するように制御する。 Marine inverter system of a conventional electric propulsion apparatus shown in FIG. 14, the rotational speed detection signal .omega.r output from the rotational speed command signal .omega.r * and speed detector 9 which is output from the speed setter 11 matches To control.

推進用誘導電動機1により駆動される推進用プロペラ2にかかる負荷トルクは常に一定とはなっておらず、刻々と変化する。特に荒天時は波浪により推進用プロペラ2にかかる負荷トルクは頻繁に大きく変動することになる。   The load torque applied to the propulsion propeller 2 driven by the propulsion induction motor 1 is not always constant and changes every moment. In particular, during stormy weather, the load torque applied to the propeller 2 for propulsion frequently fluctuates greatly due to waves.

このとき、図14に示した従来の電気推進装置の船舶用インバータシステムは、推進用誘導電動機1の回転速度を一定に制御しようとする。すなわち負荷トルクが増減すると、推進用誘導電動機1のトルクを増減させ、推進用誘導電動機1の回転速度を速度設定器11が出力する一定の値に制御しようとする。一方、式(3)に示すように、消費電力P[W]は回転速度指令信号ωrと発生トルクTの積によって表されるため、発生トルクTが増減すると消費電力P[W]は大きく増減する。   At this time, the marine inverter system of the conventional electric propulsion apparatus shown in FIG. 14 tries to control the rotational speed of the propulsion induction motor 1 to be constant. That is, when the load torque increases or decreases, the torque of the propulsion induction motor 1 is increased or decreased to control the rotational speed of the propulsion induction motor 1 to a constant value output by the speed setter 11. On the other hand, as shown in Equation (3), the power consumption P [W] is represented by the product of the rotational speed command signal ωr and the generated torque T. Therefore, when the generated torque T increases or decreases, the power consumption P [W] greatly increases or decreases. To do.

マスタインバータ4およびスレーブインバータ5は、推進用誘導電動機1のトルクの増減を非常に高速に制御するため、回転速度指令信号ωr*を一定にした場合、電気推進装置を船内母線8側からみると消費電力P[W]が頻繁に増減する。 Master inverter 4 and the slave inverter 5, for very fast control the increase or decrease of the propulsion motor 1 torque, when the rotational speed command signal .omega.r * constant, the electric propulsion system from the ship in the mother line 8 side As a result, the power consumption P [W] frequently increases and decreases.

電気推進装置の頻繁な消費電力P[W]の変動は、発電装置51、52および53を構成するディーゼル機関(D/E)の燃費に悪影響を与える可能性がある。さらに消費電力P[W]の変動幅が大きくなると、ディーゼル機関(D/E)のガバナも頻繁に上げ/下げ操作されることとなり、ガバナの寿命にも悪影響を与えてしまう。   Frequent fluctuations in the power consumption P [W] of the electric propulsion device may adversely affect the fuel consumption of the diesel engines (D / E) constituting the power generation devices 51, 52 and 53. Further, when the fluctuation range of the power consumption P [W] increases, the governor of the diesel engine (D / E) is frequently raised / lowered, which adversely affects the life of the governor.

図14に示した従来の電気推進装置の船舶用インバータシステムにおいては、その消費電力は0〜定格消費電力の値を取る。従って、図13に示される船内電気系統において、発電装置51、52および53は電気推進装置の消費電力およびその他の船内負荷58を賄える台数を運転しなければならない。例えば、発電装置1台当りの発電量をA[kW]、その負荷率を80[%]、電気推進装置の消費電力をB’[kW]、その他の船内負荷の消費電力をC[kW]としたとき、
A×0.8<(B’+C)≦2×A×0.8・・・(4)
であるならば、発電装置は2台以上運転する必要がある。
In the marine inverter system of the conventional electric propulsion apparatus shown in FIG. 14, the power consumption takes a value of 0 to the rated power consumption. Therefore, in the inboard electric system shown in FIG. 13, the power generation devices 51, 52, and 53 must be operated in a number that can cover the power consumption of the electric propulsion device and other inboard loads 58. For example, the amount of power generated per generator unit is A [kW], the load factor is 80 [%], the power consumption of the electric propulsion device is B '[kW], and the power consumption of other onboard loads is C [kW]. When
A × 0.8 <(B ′ + C) ≦ 2 × A × 0.8 (4)
If this is the case, it is necessary to operate two or more power generators.

しかし、電気推進装置は常に定格速度および定格トルクで運転する必要は無く、運転状況によっては出力を落として運転することもある。例えば出入港時など、船舶を微速運転する場合には電気推進装置も微速運転するので、消費電力は減少する。しかし、荒天時においては波浪により推進用プロペラ2にかかる負荷トルクが急峻に変動するため、消費電力も急峻に変動する。前記消費電力の急峻な変動により、発電装置の発電量を超過する可能性があるので、休止状態の発電装置の起動と停止を頻繁に行うことになる。そうすると、真に必要な発電量に対して発電装置を余分に運転することとなり、燃費が悪化するという欠点がある。   However, it is not always necessary to operate the electric propulsion device at the rated speed and the rated torque, and the electric propulsion device may be operated at a reduced output depending on the operating condition. For example, when the ship is operated at a low speed such as when entering or leaving a port, the electric propulsion device is also operated at a low speed, so that power consumption is reduced. However, during stormy weather, the load torque applied to the propeller 2 for propulsion varies abruptly due to waves, so the power consumption also varies abruptly. Since the power generation amount of the power generation device may be exceeded due to the steep fluctuation of the power consumption, the power generation device in the dormant state is frequently started and stopped. If it does so, it will drive | operate an additional power generator with respect to a truly required electric power generation amount, and there exists a fault that a fuel consumption deteriorates.

そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたもので、推進用誘導電動機の発生トルクが急峻に増減しないようにして発電装置から発生する電力の変動を緩和させ、これにより発電装置の燃料消費を抑制するようにした船舶用電気推進装置のインバータシステムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is made to solve the above-described problem, and the fluctuation of the electric power generated from the power generator is reduced by preventing the generated torque of the propulsion induction motor from increasing or decreasing sharply. An object of the present invention is to provide an inverter system for a marine electric propulsion device that suppresses fuel consumption of a power generation device.

上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、船舶のプロペラを駆動する1または2以上の巻線を持つ推進用誘導電動機と、前記推進用誘導電動機の回転速度指令信号を出力する速度設定器と、前記推進用誘導電動機の回転速度を検出し回転速度検出信号を出力する速度検出器と、前記速度設定器で設定した回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との誤差に基づいてトルク指令信号を出力する速度制御器と、前記推進用誘導電動機の各巻線毎に接続され、前記トルク指令信号により船内の発電装置から前記推進用誘導電動機へ供給する一次電流をベクトル制御するインバータと、からなる船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、
前記速度制御器が出力するトルク指令信号を荒天時の前記推進用誘導電動機に生じるトルク変動周期よりも若干長めの時定数を持たせ一次遅れトルク指令信号として出力するトルク指令フィルタを設け、前記トルク指令フィルタから出力される一次遅れトルク指令信号を荒天時に前記インバタへ出力することにより、前記インバータに出力されるトルク指令信号の急峻な変動を抑制し前記推進用誘導電動機の一次電流の急峻な増減を緩和し、それにより荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制することを特徴とする。
To achieve the above object, the invention according to claim 1 outputs a propulsion induction motor having one or more windings for driving a propeller of a ship, and a rotational speed command signal of the propulsion induction motor. A speed setting device, a speed detector for detecting the rotational speed of the propulsion induction motor and outputting a rotational speed detection signal, a rotational speed command signal set by the speed setting device, and a rotational speed detected by the speed detector A speed controller that outputs a torque command signal based on an error from the detection signal is connected to each winding of the propulsion induction motor, and is supplied to the propulsion induction motor from the on-board power generator by the torque command signal. In an inverter system of a marine electric propulsion device comprising an inverter for vector control of a primary current,
A torque command filter that outputs a torque command signal output from the speed controller as a first-order lag torque command signal having a time constant slightly longer than a torque fluctuation period that occurs in the propulsion induction motor during rough weather , by outputting to the inverter one order lag torque command signal outputted from the torque command filter during bad weather, the primary current of the propulsion induction motor by suppressing an abrupt change of the torque command signal output to the inverter It is characterized in that the steep increase / decrease of the power generation is alleviated , thereby suppressing the operation of the power generation device mounted as a spare machine in rough weather .

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記トルク指令フィルタの動作を切換スイッチの切換えによって有効あるいは無効とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to the first aspect , the operation of the torque command filter is enabled or disabled by switching a changeover switch.

また、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記トルク指令フィルタの時定数を複数記憶する時定数設定器と、前記時定数設定器に対し複数の時定数と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の時定数を選択して前記トルク指令フィルタに設定する呼出信号切換スイッチとを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to the first or second aspect, the time constant setting device for storing a plurality of time constants of the torque command filter, and the time constant setting device. A call signal change-over switch for selecting an arbitrary time constant by setting a call signal corresponding to a plurality of time constants on a one-to-one basis and setting the torque command filter is provided.

また、請求項4記載の発明は、請求項記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記速度設定器の出力する回転速度指令信号の変動幅が所定の範囲にある場合にトルク指令フィルタを無効とする信号を出力し、変動幅が所定の範囲を超えた場合にトルク指令フィルタを有効とする信号を出力し、前記切換スイッチを切替える速度設定監視器を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to the second aspect , the torque command filter is provided when the fluctuation range of the rotational speed command signal output from the speed setter is within a predetermined range. A speed setting monitor that outputs a signal that invalidates the torque command, outputs a signal that validates the torque command filter when the fluctuation range exceeds a predetermined range, and switches the changeover switch is provided.

また、請求項5記載の発明は、請求項記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記速度設定器の出力する回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した速度検出信号との偏差が所定の範囲内にある場合にトルク指令フィルタを無効とする信号を出力し、前記偏差が所定の範囲を超えた場合にトルク指令フィルタを有効とする信号を出力し、前記切換スイッチを切替える速度偏差監視器を備えたことを特徴とする。 The invention of claim 5, wherein, in the inverter system marine electric propulsion system of claim 2, velocity detection signal the rotational speed command signal and detected by the speed detector and outputting the speed setter and When the deviation is within a predetermined range, a signal that disables the torque command filter is output, and when the deviation exceeds a predetermined range, a signal that enables the torque command filter is output, and the changeover switch is A speed deviation monitor for switching is provided.

さらに、請求項6記載の発明は、船舶のプロペラを駆動する1または2以上の巻線を持つ推進用誘導電動機と、前記推進用誘導電動機の回転速度指令信号を出力する速度設定器と、前記推進用誘導電動機の回転速度を検出し回転速度検出信号を出力する速度検出器と、前記速度設定器で設定した回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との誤差に基づいてトルク指令信号を出力する速度制御器と、前記推進用誘導電動機の各巻線毎に接続され、前記トルク指令信号により船内の発電装置から前記推進用誘導電動機へ供給する一次電流をベクトル制御するインバータと、からなる船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、
前記速度制御器の比例ゲイン値および積分ゲイン値を設定する比例ゲイン設定器と積分ゲイン設定器を設け、前記比例ゲイン値および積分ゲイン値を荒天時に適宜設定し、荒天時に推進用誘導電動機に生じるトルク変動周期よりも若干大きな一次遅れ時間を前記速度制御器から出力されるトルク指令信号に持たせることにより、当該速度制御器から前記インバータへ出力するトルク指令信号の急峻な変動を抑制し前記推進用誘導電動機の一次電流の急峻な増減を緩和し、それにより荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制することを特徴とする。
Furthermore, the invention described in claim 6 is a propulsion induction motor having one or more windings for driving a propeller of a ship, a speed setting device for outputting a rotation speed command signal of the propulsion induction motor, Based on a speed detector that detects the rotational speed of the induction motor for propulsion and outputs a rotational speed detection signal, and an error between the rotational speed command signal set by the speed setter and the rotational speed detection signal detected by the speed detector A speed controller that outputs a torque command signal and an inverter connected to each winding of the propulsion induction motor and vector-controlling a primary current supplied to the propulsion induction motor from a power generator in a ship by the torque command signal In an inverter system for a marine electric propulsion device,
Proportional gain setter and integral gain setter for setting the proportional gain value and integral gain value of the speed controller are provided, and the proportional gain value and integral gain value are set appropriately during rough weather, and are generated in the propulsion induction motor during rough weather By giving the torque command signal output from the speed controller a first order delay time slightly larger than the torque fluctuation cycle, the torque command signal output from the speed controller to the inverter is suppressed and the fluctuation is suppressed. It is characterized in that a steep increase / decrease in the primary current of the propulsion induction motor is mitigated , thereby suppressing the operation of the power generation apparatus mounted as a spare machine in rough weather .

さらにまた、請求項7記載の発明は、請求項6記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記比例ゲイン値を複数記憶する比例ゲイン設定器と、当該比例ゲイン設定器に対し複数の比例ゲイン値と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の比例ゲイン値を選択して前記速度制御器の比例ゲイン値を設定する比例ゲイン値の呼出信号切換スイッチと、前記積分ゲイン値を複数記憶する積分ゲイン設定器と、当該積分ゲイン設定器に対し複数の積分ゲイン値と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の積分ゲイン値を選択して前記速度制御器の積分ゲイン値を設定する積分ゲイン値の呼出信号切換スイッチと、を設けたことを特徴とする。 Furthermore, in the inverter system of the marine electric propulsion device according to claim 6, the invention described in claim 7 is a proportional gain setting device that stores a plurality of the proportional gain values, and a plurality of proportional gains with respect to the proportional gain setting device. A proportional gain value calling signal changeover switch for selecting an arbitrary proportional gain value by setting a proportional gain value of the speed controller by giving a calling signal corresponding to the gain value on a one-to-one basis, and the integral gain value A plurality of integral gain setters to be stored, and an arbitrary integral gain value is selected by giving a call signal corresponding to the integral gain setter in a one-to-one relationship with the integral gain setter, and the integral gain of the speed controller is selected. And a call signal changeover switch of an integral gain value for setting a value.

さらにまた、請求項8記載の発明は、請求項7記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記比例ゲイン値の呼出信号切換スイッチおよび積分ゲイン値の呼出信号切換スイッチに代え、比例ゲイン値の呼出信号自動切換器および積分ゲイン値の呼出信号自動切換器を設けると共に、これらの呼出信号自動切換器に前記速度設定器の出力する回転速度指令信号の値に応じた呼出信号を与え、その呼出信号に応じた比例ゲイン値および積分ゲイン値を前記比例ゲイン設定器および前記積分ゲイン設定器から選択出力し、前記速度制御器内の比例ゲイン値および積分ゲイン値として設定するゲイン呼出速度設定監視器を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 8 is the inverter system of the marine electric propulsion apparatus according to claim 7, wherein the proportional gain value is replaced with the proportional gain value calling signal changeover switch and the integral gain value calling signal changeover switch. A call signal automatic changer and an integral gain value call signal automatic changer, and a call signal corresponding to the value of the rotational speed command signal output from the speed setter is given to these call signal automatic changers. Gain call speed setting monitoring in which a proportional gain value and an integral gain value corresponding to the call signal are selected and output from the proportional gain setter and the integral gain setter and set as a proportional gain value and an integral gain value in the speed controller. It is characterized by having a vessel.

さらにまた、請求項9記載の発明は、請求項記載の船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、前記ゲイン呼出速度設定監視器に代え、前記比例ゲイン値の呼出信号自動切換器および積分ゲイン値の呼出信号自動切換器に、前記速度設定器の出力する回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との差に応じた呼出信号を与え、その呼出信号に応じた比例ゲイン値および積分ゲイン値を前記比例ゲイン設定器および前記積分ゲイン設定器から選択出力し、前記速度制御器内の比例ゲイン値および積分ゲイン値として設定するゲイン呼出速度偏差監視器を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 9 is the inverter system of the marine electric propulsion device according to claim 8 , wherein instead of the gain call speed setting monitor, the proportional gain value automatic call signal switching device and the integral gain value are provided. A call signal corresponding to the difference between the rotation speed command signal output from the speed setter and the rotation speed detection signal detected by the speed detector is applied to the call signal automatic switching device, and a proportional gain corresponding to the call signal is provided. characterized in that the value and the integral gain value selected output from the proportional gain setter and the integral gain setting unit, with a gain call speed deviation monitoring unit for setting a proportional gain value and the integral gain value in the speed controller And

本発明によれば、速度設定器の回転速度指令信号と速度検出器の回転速度検出信号との誤差に基づくトルク指令信号に対して、荒天時に推進用誘導電動機に生じるトルク変動周期よりも若干大きな一次遅れ時間tを持たせてインバータに出力するようにしたので、荒天時における急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することがなくなり、その結果、発電装置の発電出力に急峻な増減が無くなり、荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制して、内燃機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 According to the present invention, the torque command signal based on the error between the rotational speed command signal of the speed setter and the rotational speed detection signal of the speed detector is slightly larger than the torque fluctuation cycle that occurs in the propulsion induction motor during stormy weather. Since it is output to the inverter with a first-order lag time t, it does not react quickly to steep load torque fluctuations during stormy weather , and as a result, the power generation output of the power generation device does not increase or decrease sharply. It becomes possible to suppress the operation of the power generation device mounted as a spare machine during stormy weather, thereby suppressing the fuel consumption of the internal combustion engine.

また、他の発明によれば、速度設定器の回転速度指令信号と速度検出器の回転速度検出信号との誤差に適切な、比例ゲイン値および積分ゲイン値を設定するようにしたので、荒天時における急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することがなくなり、その結果、発電装置の発電出力に急峻な増減が無くなり、荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制して、内燃機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 Also, according to another aspect of the present invention, suitable on an error between the rotational speed detection signal of the rotational speed command signal and the speed detector speed setter. Thus setting the proportional gain value and integral gain values, rough weather it is not possible to react quickly to variations in abrupt load torque in, as a result, there is no sudden increase and decrease the power output of the generator, to suppress the operation of the power generation device are mounted as a spare machine during rough weather , it is possible to suppress the fuel consumption of the internal combustion engine.

本発明の実施形態1に係る船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成図。The block diagram of the inverter system of the electric propulsion apparatus for ships which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係るトルク指令フィルタの構成図。The block diagram of the torque command filter which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係るトルク指令フィルタの構成図。The block diagram of the torque command filter which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係るトルク指令フィルタの構成図。The block diagram of the torque command filter which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係るトルク指令フィルタの構成図。The block diagram of the torque command filter which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係るトルク指令フィルタの構成図。The block diagram of the torque command filter which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成図。The block diagram of the inverter system of the electric propulsion apparatus for ships which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態6に係るトルク指令フィルタ機能を示す構成図。The block diagram which shows the torque command filter function which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7に係るトルク指令フィルタ機能を示す構成図。The block diagram which shows the torque command filter function which concerns on Embodiment 7 of this invention. 図9のゲイン呼出速度設定監視器の入力ωr*と出力Kの関係を表す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between an input ωr * and an output K of the gain call speed setting monitor in FIG. 9. 本発明の実施形態8に係るトルク指令フィルタ機能を示す構成図。The block diagram which shows the torque command filter function which concerns on Embodiment 8 of this invention. 図11のゲイン呼出速度偏差監視器の入力ωr*’と出力Kの関係を表す特性図。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between an input ωr * ′ and an output K of the gain call speed deviation monitor in FIG. 11. 従来の船舶用電気推進装置のインバータシステムを用いた船内電気系統図。The ship electrical system diagram using the inverter system of the conventional electric propulsion device for ships. 図13の船内電気系統図中の船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成図。The block diagram of the inverter system of the electric propulsion apparatus for ships in the ship electrical system figure of FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照し説明する。なお、各図を通じて同一部品や同一要素には同一符号を付けて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts and the same elements are denoted by the same reference numerals throughout the drawings.

[実施形態1]
図1は実施形態1の船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成図であり、図2は実施形態1の制御回路におけるトルク指令フィルタの構成図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter system of a marine electric propulsion apparatus according to a first embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of a torque command filter in a control circuit according to the first embodiment.

図1において、本実施形態1が図14で説明した従来の船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成と相違する構成は、新たにトルク指令フィルタ14を追加した点であり、その他の構成は図14と同一である。 1, the configuration different from the configuration of the inverter system of the conventional marine electric propulsion apparatus described in FIG. 14 in Embodiment 1 is that a torque command filter 14 is newly added. 14 is the same.

図1に示す電気推進装置は、推進用誘導電動機1を船舶用インバータシステムで駆動するように構成したものであって、推進用プロペラ2を駆動する推進用誘導電動機1の固定子には2つの電機子巻線(図示せず)が巻装されており、この2つの電機子巻線のうち一方はマスタインバータ4および遮断器6を介して船内母線8に接続され、他方はスレーブインバータ5および遮断器7を介して船内母線8に接続されている。なお、マスタインバータおよびスレーブインバータを以下、単にインバータと称する。   The electric propulsion apparatus shown in FIG. 1 is configured to drive a propulsion induction motor 1 with a marine inverter system, and the stator of the propulsion induction motor 1 that drives the propulsion propeller 2 includes two types. An armature winding (not shown) is wound, and one of the two armature windings is connected to the inboard bus 8 via the master inverter 4 and the circuit breaker 6, and the other is connected to the slave inverter 5 and It is connected to the inboard bus 8 via the circuit breaker 7. Hereinafter, the master inverter and the slave inverter are simply referred to as inverters.

前記インバータ4、インバータ5は複数の各電機子巻線にそれぞれ印加される電圧を制御して流れる電流I、Iを制御し、推進用誘導電動機1の駆動トルク、即ち、推進用プロペラ2の推進力を制御するように構成されている。 The inverters 4 and 5 control currents I 1 and I 2 flowing by controlling voltages applied to the plurality of armature windings, respectively , and drive torque of the propulsion induction motor 1, that is, propulsion propeller 2. Is configured to control the propulsive force.

パルスジェネレータ3は推進用誘導電動機1の軸端部に設けられてその回転速度に応じたパルス信号を出力する。速度検出器9はパルスジェネレータ3から出力されるパルス信号から推進用誘導電動機1の回転速度を検出して回転速度検出信号ωrを出力する。   The pulse generator 3 is provided at the shaft end of the propulsion induction motor 1 and outputs a pulse signal corresponding to the rotational speed. The speed detector 9 detects the rotational speed of the propulsion induction motor 1 from the pulse signal output from the pulse generator 3 and outputs a rotational speed detection signal ωr.

速度設定器11は推進用誘導電動機1の目標とする回転速度指令信号ωr*を設定するものである。速度制御器10は速度設定器11で設定した回転速度指令信号ωr*から速度検出器9の回転速度検出信号ωrを減じて得られた誤差(ωr*−ωr)を増幅してトルク指令信号τe*を求め、この求めたトルク指令信号τe*を本実施形態1で新たに設けたトルク指令フィルタ14へ出力する。   The speed setter 11 sets a target rotation speed command signal ωr * for the propulsion induction motor 1. The speed controller 10 amplifies an error (ωr * −ωr) obtained by subtracting the rotational speed detection signal ωr of the speed detector 9 from the rotational speed command signal ωr * set by the speed setter 11, and a torque command signal τe. * Is obtained, and the obtained torque command signal τe * is output to the torque command filter 14 newly provided in the first embodiment.

電流検出器12および13はインバータ4および5から各電機子巻線にそれぞれ流れる3相出力電流値iu、iv、iwを検出し、それぞれインバータ4および5の図示しないゲート制御装置へ入力する。   Current detectors 12 and 13 detect three-phase output current values iu, iv, and iw that flow from inverters 4 and 5 to the armature windings, respectively, and input the detected values to gate control devices (not shown) of inverters 4 and 5, respectively.

図2は新たに設けたトルク指令フィルタ14と、速度設定器11および速度制御器10との接続を示す図である。
図2中、10は速度設定器11で設定した回転速度指令信号ωr*からフィードバック信号である速度検出器9の回転速度検出信号ωrを減じる減算器、10は減算器10から出力される誤差(ωr*−ωr)を増幅してトルク指令信号τe*を出力する誤差増幅部である。
FIG. 2 is a diagram showing a connection between the newly provided torque command filter 14, the speed setter 11 and the speed controller 10.
In FIG. 2, 10 1 subtractor for subtracting the rotational speed detection signal ωr of the speed detector 9 is a feedback signal from the rotational speed command signal ωr set by the speed setter 11 *, 10 2 is output from the subtracter 10 1 The error amplifying unit outputs a torque command signal τe * by amplifying the error (ωr * −ωr).

トルク指令フィルタ14は、速度制御器10から出力されたトルク指令信号τe*に予め定めた時定数tを持たせて、一次遅れトルク指令信号τet*としてインバータ4および5に与える。   The torque command filter 14 gives the torque command signal τe * output from the speed controller 10 to the inverters 4 and 5 as a first-order lag torque command signal τet * by giving a predetermined time constant t.

なお、この予め定めた時定数tは、本発明で取り上げている急峻な負荷トルクの変動周期よりも若干長めに設定してある。
このため、インバータ4および5は、前記一次遅れトルク指令信号τet*に基づいて以下述べるように、推進用誘導電動機1のトルクに一次遅れ成分を持たせるよう動作する。
The predetermined time constant t is set slightly longer than the steep load torque fluctuation period taken up in the present invention.
For this reason, the inverters 4 and 5 operate so as to give a primary delay component to the torque of the propulsion induction motor 1 as described below based on the primary delay torque command signal τet *.

すなわち、インバータ4および5の図示していないゲート制御装置は、トルク指令フィルタ14から出力された一次遅れトルク指令信号τet*、速度検出器9から出力された回転速度検出信号ωrおよび電流検出器12、13で検出した3相出力電流値iu、iv、iwを入力し、これらに基づいてベクトル制御演算を行ってインバータ4および5の図示していない主回路のスイッチング素子にゲート信号を与える。   That is, the gate control device (not shown) of the inverters 4 and 5 includes the first-order lag torque command signal τet * output from the torque command filter 14, the rotational speed detection signal ωr output from the speed detector 9, and the current detector 12. The three-phase output current values iu, iv, and iw detected in Steps 13 and 13 are input, and a vector control operation is performed based on these values to give gate signals to the switching elements of the main circuit (not shown) of the inverters 4 and 5.

これによって推進用誘導電動機1に印加される電圧が制御されて推進用誘導電動機1の各巻線にそれぞれ流れる電流I、Iが制御され、推進用誘導電動機1のトルクが一次遅れ時定数分だけ遅れて発生する。 As a result, the voltage applied to the propulsion induction motor 1 is controlled to control the currents I 1 and I 2 flowing in the windings of the propulsion induction motor 1, so that the torque of the propulsion induction motor 1 is equal to the time delay time constant. Only occurs late.

以上述べたように、本実施形態1によれば、インバータ4および5のトルク指令に対して予め定めた一次遅れ時間tを持たせるようにしたので、急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することがなくなる。この結果、発電装置の発電出力に急峻な増減が無くなり、発電機を駆動するディーゼル機関等の内燃機関の燃料消費を抑制することが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, the predetermined first-order lag time t is given to the torque commands of the inverters 4 and 5, so that high-speed against rapid load torque fluctuations. No reaction. As a result, there is no steep increase or decrease in the power generation output of the power generation device, and it becomes possible to suppress fuel consumption of an internal combustion engine such as a diesel engine that drives the generator.

[実施形態2]
図3は実施形態2で新たに設けたトルク指令フィルタと、速度設定器および速度制御器との接続を示す図である。
本実施形態2は、前記トルク指令フィルタ14を運転者が必要時のみ動作させるようにしたもので、図3に示すように、速度制御器10とトルク指令フィルタ14との間に人為的に操作されるトルク指令フィルタ切換スイッチ60を介在させるようにしたものである。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection between a torque command filter newly provided in the second embodiment, a speed setter, and a speed controller.
In the second embodiment, the torque command filter 14 is operated only when necessary by the driver. As shown in FIG. 3, the torque command filter 14 is manually operated between the speed controller 10 and the torque command filter 14. The torque command filter changeover switch 60 is interposed.

トルク指令フィルタ14を動作させる条件は、運転者に委ねられており、運転者がトルク指令フィルタ切換スイッチ60を閉じると、速度制御器10から出力されたトルク指令信号τe*は、トルク指令フィルタ14に入力されて一次遅れ処理されて、インバータ4および5に入力されるようになる。   The conditions for operating the torque command filter 14 are left to the driver, and when the driver closes the torque command filter switch 60, the torque command signal τe * output from the speed controller 10 is Is input to the inverters 4 and 5 after first-order delay processing.

一方、運転者がトルク指令フィルタ切換スイッチ60を開くと、速度制御器10より出力されたトルク指令信号τe*は、図14の従来例と同様一次遅れ時間処理されずに直接インバータ4および5に入力される。   On the other hand, when the driver opens the torque command filter changeover switch 60, the torque command signal τe * output from the speed controller 10 is directly transmitted to the inverters 4 and 5 without the first-order lag time processing as in the conventional example of FIG. Entered.

このように、本実施形態2では、人為的に操作されるトルク指令フィルタ切換スイッチ60を設置するようにしたので、例えば、荒天時にトルク指令フィルタ切換スイッチ60を閉にしてトルク指令フィルタ14を動作させることにより、トルクの急峻な変動を抑制して消費電力P[W]の変動を抑制し、発電装置51〜53のディーゼル機関の燃費改善を行うことができ、通常航海時にはトルク指令フィルタ切換スイッチ60を開にしてトルク指令フィルタ14を動作させないようにすることが可能となる。
以上述べたように、本実施形態2によれば、トルク指令フィルタ14を必要時のみ動作させることができる。
As described above, in the second embodiment, the artificially operated torque command filter changeover switch 60 is installed. For example, the torque command filter changeover switch 60 is closed and the torque command filter 14 is operated during a stormy weather. As a result, the fluctuation of the power consumption P [W] can be suppressed by suppressing the sharp fluctuation of the torque, and the fuel efficiency of the diesel engine of the power generators 51 to 53 can be improved. It is possible to prevent the torque command filter 14 from operating by opening 60.
As described above, according to the second embodiment, the torque command filter 14 can be operated only when necessary.

[実施形態3]
図4は実施形態3で新たに設けたトルク指令フィルタと、速度設定器および速度制御器との接続を示す図である。
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection between a torque command filter newly provided in the third embodiment, a speed setter, and a speed controller.

本実施形態3は、図4に示すように、時定数をN個(Nは2以上の自然数)分記憶できる時定数設定器61を設け、この時定数設定器61に記憶されているN個の時定数(t、t、t、・・、t)の中から、呼出信号切換スイッチ65により任意の時定数を一つ選択して前記トルク指令フィルタ14に設定することができるように構成したものである。 In the third embodiment, as shown in FIG. 4, a time constant setting unit 61 capable of storing N time constants (N is a natural number of 2 or more) is provided, and N time constants stored in the time constant setting unit 61 are provided. From the time constants (t 1 , t 2 , t 3 ,..., T N ), an arbitrary time constant can be selected by the call signal switch 65 and set in the torque command filter 14. It is comprised as follows.

前記呼出信号切換スイッチ65は、運転者が手動切換により呼出信号を時定数設定器61に与えることで、トルク指令フィルタ14の時定数tを切換えることができる。
因みに、トルク指令フィルタ14の一次遅れ時間を大きくさせる場合には大きな時定数tが選択できるように呼出信号を与え、一次遅れ時間を小さくする場合には小さな時定数tが選択できるように呼出信号を与えるようにすればよい。
The call signal change-over switch 65 can change the time constant t of the torque command filter 14 when the driver gives a call signal to the time constant setting device 61 by manual switching.
Incidentally, a call signal is provided so that a large time constant t can be selected when the primary delay time of the torque command filter 14 is increased, and a call signal is selected so that a small time constant t can be selected when the primary delay time is reduced. Should be given.

このように本実施形態3によれば、海上の波の状態に応じてトルク指令フィルタ14の一次遅れ時間を決定する時定数tを切換ることによりインバータのトルク指令に一次遅れ時間を持たせ、急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することを防ぎ、発電機を駆動するディーゼル機関の燃費消費を抑制することが可能となる。 Thus, according to this embodiment 3, to have a first order lag time constant t to the inverter torque command by the switching e Rukoto when determining the first-order lag time of the torque command filter 14 in accordance with the wave condition of the sea Thus, it is possible to prevent a high-speed response to steep load torque fluctuations and to suppress fuel consumption of the diesel engine that drives the generator.

[実施形態4]
図5は実施形態4で新たに設けたトルク指令フィルタと、速度設定器および速度制御器との接続を示す図である。
本実施形態4は、図5に示すように、トルク指令フィルタ14を有効とするか、あるいは無効とするかを、速度設定器11から出力される回転速度指令信号ωr*の変動幅に基づいて決めるようにしたものである。
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a diagram illustrating a connection between a torque command filter newly provided in the fourth embodiment, a speed setter, and a speed controller.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, whether the torque command filter 14 is valid or invalid is determined based on the fluctuation range of the rotational speed command signal ωr * output from the speed setter 11. I decided to decide.

速度設定監視器62は、回転速度指令信号ωr*の変動幅が所定の範囲内にある場合はトルク指令フィルタ14を無効とする信号を出力し、回転速度指令信号ωr*の変動幅が所定の範囲を超えた場合には、トルク指令フィルタ14を有効とする信号を出力するように構成されている。トルク指令フィルタ切換スイッチ60は、速度設定監視器62がトルク指令フィルタ14を無効とする信号を出力した場合、速度制御器10より出力されたトルク指令信号τe*がトルク指令フィルタ14をバイパスしてインバータ4および5に入力し、逆に、トルク指令フィルタ14を有効とする信号を出力した場合、速度制御器10より出力されたトルク指令信号τe*をトルク指令フィルタ14に入力し、一次遅れ時間処理した一次遅れトルク指令信号τet*をインバータ4および5に入力される。 The speed setting monitor 62 outputs a signal for invalidating the torque command filter 14 when the fluctuation range of the rotational speed command signal ωr * is within a predetermined range, and the fluctuation range of the rotational speed command signal ωr * is predetermined. When the range is exceeded, a signal for enabling the torque command filter 14 is output. When the speed setting monitor 62 outputs a signal that invalidates the torque command filter 14, the torque command filter changeover switch 60 bypasses the torque command filter 14 with the torque command signal τe * output from the speed controller 10. When a signal for enabling the torque command filter 14 is output to the inverters 4 and 5, conversely, the torque command signal τe * output from the speed controller 10 is input to the torque command filter 14, and the primary delay time The processed first-order lag torque command signal τet * is input to inverters 4 and 5.

船舶の通常航海時は、速度設定器11から出力される回転速度指令信号ωr*の変動幅が所定の範囲内にあるため、トルク指令フィルタ14を無効として運転し、荒天時に運転者等により任意に回転速度指令信号ωr*が設定されることにより、回転速度指令信号ωr*の変動幅が所定の範囲を超えるため、トルク指令フィルタ14を有効として運転し、インバータのトルク指令に一次遅れ時間を持たせ、急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することを防ぎ、発電機を駆動するディーゼル機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 During normal voyage of the ship, the fluctuation range of the rotational speed command signal ωr * output from the speed setter 11 is within a predetermined range, so that the torque command filter 14 is disabled and the driver or the like is arbitrarily selected during rough weather. by rotational speed command signal .omega.r * is set to, the fluctuation width of the rotational speed command signal .omega.r * exceeds a predetermined range, driving torque command filter 14 as valid, the primary delay time to the torque command of the inverter Therefore, it is possible to prevent a rapid response to a sudden change in load torque and to suppress fuel consumption of a diesel engine that drives the generator.

[実施形態5]
図6は実施形態5で新たに設けたトルク指令フィルタと、速度設定器および速度制御器との接続を示す図である。
本実施形態5は、トルク指令フィルタ14を有効とするかあるいは無効とするかを、前述した図5のように速度設定器11から出力される回転速度指令信号ωr*の変動幅に基づいて決めるのではなく、図6に示すように、速度設定器11と速度検出器9の出力値の誤差(ωr*−ωr)に基づいて決めるようにしたものである。
[Embodiment 5]
FIG. 6 is a diagram illustrating a connection between a torque command filter newly provided in the fifth embodiment, a speed setter, and a speed controller.
In the fifth embodiment, whether to enable or disable the torque command filter 14 is determined based on the fluctuation range of the rotational speed command signal ωr * output from the speed setter 11 as shown in FIG. Instead, as shown in FIG. 6, it is determined based on the error (ωr * −ωr) between the output values of the speed setter 11 and the speed detector 9.

本実施形態5では、速度設定器11と速度検出器9の出力値の誤差(ωr*−ωr)を監視する速度偏差監視器64を設け、この速度偏差監視器64が速度設定器11と速度検出器9の出力値の誤差(ωr*−ωr)が所定の範囲内にある場合はトルク指令フィルタ14を無効とする信号を出力し、誤差(ωr*−ωr)が所定の範囲を超えた場合にトルク指令フィルタ14を有効とする信号を出力するように構成されている。 In the fifth embodiment, a speed deviation monitor 64 that monitors an error (ωr * −ωr) between the output values of the speed setter 11 and the speed detector 9 is provided, and the speed deviation monitor 64 is connected to the speed setter 11 and the speed. When the error (ωr * −ωr) of the output value of the detector 9 is within a predetermined range, a signal for invalidating the torque command filter 14 is output, and the error (ωr * −ωr) exceeds the predetermined range. In this case, a signal for enabling the torque command filter 14 is output.

船舶の通常航行時は、推進用プロペラ2にかかる負荷トルクの変動が少ないため、速度設定器11と速度検出器9の出力値の(ωr*−ωr)が所定の範囲にありトルク指令フィルタ14が無効となる。 Normal navigation of vessels, since less change in the load torque applied to the propulsion propeller 2, error of the output value of the speed setter 11 and the speed detector 9 (ωr * -ωr) is in a predetermined range torque command The filter 14 becomes invalid.

一方、荒天時には前記負荷トルクの変動が大きいため、速度設定器11と速度検出器9の出力値の誤差(ωr*−ωr)が所定の範囲を超えるためトルク指令フィルタ14が有効となり、インバータのトルク指令に一次遅れ時間を持たせ、急峻な負荷トルクの変動に対して高速に反応することを防ぎ、発電機を駆動するディーゼル機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 On the other hand, since the load torque fluctuates greatly during stormy weather, the error (ωr * −ωr) between the output values of the speed setter 11 and the speed detector 9 exceeds a predetermined range, so that the torque command filter 14 becomes effective and the inverter It is possible to give the torque command a first-order lag time, prevent a rapid response to sudden load torque fluctuations, and suppress fuel consumption of the diesel engine that drives the generator.

[実施形態6]
図7は実施形態6の船舶用電気推進装置のインバータシステムの構成図であり、図8は実施形態6に係るトルク指令フィルタ機能を示す構成図である。
本実施形態6が、図14で説明した従来の船舶用電気推進装置のインバータシステムと相違する構成は、図7で示すように、比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72を新たに設け、これら比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72で設定された設定値をそれぞれ速度制御器10に入力するように構成した点であり、その他の構成は同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して説明する。
[Embodiment 6]
FIG. 7 is a configuration diagram of an inverter system of the marine electric propulsion apparatus according to the sixth embodiment, and FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a torque command filter function according to the sixth embodiment.
The configuration in which the sixth embodiment is different from the inverter system of the conventional marine electric propulsion apparatus described in FIG. 14 is newly provided with a proportional gain setter 71 and an integral gain setter 72 as shown in FIG. The setting values set by the proportional gain setting unit 71 and the integral gain setting unit 72 are configured to be input to the speed controller 10, and the other components are the same. A description will be given with reference numerals.

図7において、本実施形態6による船舶用電気推進装置のインバータシステムは、推進用誘導電動機1により推進用プロペラ2は駆動している。インバータ4および5はそれぞれ遮断器6および7を介して船内母線8に接続される。パルスジェネレータ3は推進用誘導電動機1と同軸に配置され、推進用誘導電動機1の回転速度に応じてパルス信号を出力する。 In FIG. 7, in the inverter system of the marine electric propulsion device according to the sixth embodiment, the propulsion propeller 2 is driven by the propulsion induction motor 1. Inverters 4 and 5 are connected to inboard bus 8 via circuit breakers 6 and 7, respectively. The pulse generator 3 is arranged coaxially with the propulsion induction motor 1 and outputs a pulse signal according to the rotational speed of the propulsion induction motor 1.

速度検出器9はパルスジェネレータ3の出力するパルス信号から推進用誘導電動機1の回転速度を検出し、回転速度検出信号ωrを出力する。速度設定器11は推進用誘導電動機1の目標とする回転速度指令信号ωr*を出力する。   The speed detector 9 detects the rotation speed of the propulsion induction motor 1 from the pulse signal output from the pulse generator 3 and outputs a rotation speed detection signal ωr. The speed setter 11 outputs a target rotational speed command signal ωr * for the propulsion induction motor 1.

速度制御器10は回転速度検出信号ωrを回転速度指令信号ωr*から減じた誤差を演算増幅してトルク指令信号τe*をインバータ4および5へ出力する。電流検出器12および13はそれぞれインバータ4および5の3相出力電流値iu、iv、iwを検出し、それぞれインバータ4および5へ出力する。   The speed controller 10 computes and amplifies an error obtained by subtracting the rotational speed detection signal ωr from the rotational speed command signal ωr *, and outputs a torque command signal τe * to the inverters 4 and 5. Current detectors 12 and 13 detect the three-phase output current values iu, iv and iw of inverters 4 and 5, respectively, and output them to inverters 4 and 5, respectively.

比例ゲイン設定器71は比例ゲイン値を複数記憶できるように構成され、それぞれの記憶された比例ゲイン値と1対1で対応する呼出信号により任意の比例ゲイン値を選択して速度制御器10に比例ゲイン値を出力する。   The proportional gain setting unit 71 is configured to be capable of storing a plurality of proportional gain values. The proportional gain setting unit 71 selects an arbitrary proportional gain value by a call signal corresponding to each stored proportional gain value on a one-to-one basis and sends it to the speed controller 10. Output proportional gain value.

また、積分ゲイン設定器72は、積分ゲイン値を複数記憶できるように構成され、それぞれの記憶された積分ゲイン値と1対1で対応する呼出信号により任意の積分ゲイン値を選択して前記速度制御器10に積分ゲイン値を出力する。   The integral gain setting unit 72 is configured to store a plurality of integral gain values. The integral gain setting unit 72 selects an arbitrary integral gain value by a call signal corresponding to each stored integral gain value on a one-to-one basis, and The integral gain value is output to the controller 10.

前記比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72は、詳細を図8で示すように、それぞれ複数の比例ゲイン値(Kp1、Kp2、・・・KpN)および複数の積分ゲイン値(K1、K2、・・・KN)を記憶できるように構成されている。 As shown in detail in FIG. 8, the proportional gain setting unit 71 and the integral gain setting unit 72 have a plurality of proportional gain values (Kp1, Kp2,... KpN) and a plurality of integral gain values (K I 1,. K I 2... K I N) can be stored.

また、これらの比例ゲイン設定器71、および積分ゲイン設定器72にそれぞれ対応して比例ゲイン値呼出設定手段としての呼出信号切替スイッチ65と、積分ゲイン値呼出設定手段としての呼出信号切替スイッチ65とを設けており、これら呼出信号切替スイッチ65および65から比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72に任意の呼出信号を与えることにより、それぞれ速度制御器10の比例ゲイン値(Kp)10および積分ゲイン値(K1/S)10を設定するように構成されている。 Also, call signal changeover switch 65 as these proportional gain setter 71, and a call signal changeover switch 65 1 of the respective integral gain setting unit 72 corresponds to the proportional gain value call setting means, integral gain value call setting means and provided the 2, by giving an arbitrary call signals from these call signal changeover switch 65 1 and 65 2 in the proportional gain setting unit 71 and the integral gain setting unit 72, the proportional gain value for each speed controller 10 (Kp ) 10 3 and integral gain value (K 1 1 / S) 10 4 are set.

すなわち、呼出信号切替スイッチ65で比例ゲイン設定器71に与える呼出信号によって速度制御器10内の比例ゲイン値(Kp)10を設定し、かつ、呼出信号切替スイッチ65で積分ゲイン設定器72に与える呼出信号によって速度制御器10内の積分ゲイン値(K1/S)10を設定するようになっている。 That is, it sets the proportional gain of the speed controller 10 a (Kp) 10 3 by the call signal given by the call signal changeover switch 65 1 to the proportional gain setting unit 71, and integral gain setting device in the calling signal selector switch 65 2 The integral gain value (K 1 1 / S) 10 4 in the speed controller 10 is set by the call signal given to 72.

そして、これら比例ゲイン値(Kp)10および積分ゲイン値(K1/S)10は、加算器10で加算されてトルク指令信号τe*としてインバータ4および5に出力される。 And these proportional gain value (Kp) 10 3 and the integral gain value (K 1 1 / S) 10 4 are summed in the adder 105 is output to the inverter 4 and 5 as the torque command signal .tau.e *.

以上述べたように、本実施形態6によれば、複数の比例ゲイン値を有する比例ゲイン設定器71および複数の積分ゲイン値を有する積分ゲイン設定器72を設置し、運転者が荒天時および出入港時等必要に応じて最適値と思われる比例ゲイン値および積分ゲイン値を適宜選択して出力させることによりトルクの急峻な変動を抑制でき、式(3)より消費電力P[W]の変動も抑制できるため、発電機を駆動するディーゼル機関の燃費を改善することができる。   As described above, according to the sixth embodiment, the proportional gain setter 71 having a plurality of proportional gain values and the integral gain setter 72 having a plurality of integral gain values are installed, so that the driver can perform the Steep fluctuations in torque can be suppressed by appropriately selecting and outputting proportional gain values and integral gain values that are considered to be optimal values as required when entering a port, etc. Fluctuations in power consumption P [W] from equation (3) Therefore, the fuel consumption of the diesel engine that drives the generator can be improved.

[実施形態7]
図9は実施形態7に係る速度制御器と、比例ゲイン設定器および積分ゲイン設定器によるトルク指令フィルタ機能を示す構成図である。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a torque command filter function by the speed controller, the proportional gain setting unit, and the integral gain setting unit according to the seventh embodiment.

本実施形態は、前述した実施形態6を改良したものであり、図9に示すように、図8の比例ゲイン値の呼出信号切換スイッチ65 および積分ゲイン値の呼出信号切換スイッチ65 に代えて、比例ゲイン値の呼出信号自動切換器66 および積分ゲイン値の呼出信号自動切換器66 を設けると共に、これらの自動切換器66 1、 66 速度設定器11が出力する回転速度指令信号ωr*に応じた呼出信号を与え、その呼出信号に応じた比例ゲイン値および積分ゲイン値を比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72から選択し、速度制御器10内の比例ゲイン値(Kp)10 および積分ゲイン値(K 1/S)10 として設定するゲイン呼出速度設定監視器73を備えたものである。 This embodiment 7 is an improvement of the embodiment 6 described above, as shown in FIG. 9, the calling signal changeover switch 65 2 of the ring signal change-over switch 65 1 and the integral gain value of the proportional gain value of FIG. 8 Alternatively, the provided with a ringing signal automatic switching unit 66 2 of the ring signal automatic switching unit 66 1 and the integral gain value of the proportional gain value, the rotational speed of these automatic switching unit 66 1, 66 2 to the speed setter 11 outputs A call signal corresponding to the command signal ωr * is applied, a proportional gain value and an integral gain value corresponding to the call signal are selected from the proportional gain setting unit 71 and the integral gain setting unit 72 , and the proportional gain value in the speed controller 10 is selected. A gain call speed setting monitor 73 set as (Kp) 10 3 and integral gain value (K 1 1 / S) 10 4 is provided.

図10はゲイン呼出速度設定監視器73の特性図であり、横軸に回転速度指令信号ωr*を、縦軸にゲイン呼出信号Kをとっている。
図10において、速度設定器11の出力する回転速度指令信号ωr*の偏差をΔωとし、ゲイン呼出速度設定監視器73の取り得るゲイン呼出信号Kの個数をn個(nは2以上の自然数)とすると、
Δω/n=Δa・・・(
となり、ゲイン呼出信号Kの1個あたりの偏差はΔaとなる。Δa 1個あたりのゲイン呼出信号Kは同一であり、回転速度指令信号ωr*の値によって段階的にゲイン呼出信号が選択出力される。
FIG. 10 is a characteristic diagram of the gain call speed setting monitor 73, where the horizontal axis represents the rotational speed command signal ωr * and the vertical axis represents the gain call signal K.
In FIG. 10, the deviation of the rotational speed command signal ωr * output from the speed setter 11 is Δω, and the number of gain call signals K that the gain call speed setting monitor 73 can take is n (n is a natural number of 2 or more). Then,
Δω / n = Δa ( 5 )
Thus, the deviation per gain call signal K is Δa. The gain call signal K per Δa is the same, and the gain call signal is selected and output stepwise according to the value of the rotation speed command signal ωr *.

すなわち、海上の波の状態に応じて運転者が操作する速度設定器11の出力する回転速度指令信号ωr*より比例ゲイン値(Kp)および積分ゲイン値(K1/S)を選択し、急峻な推進用誘導電動機1のトルク変動に対して高速に反応することを防ぎ、発電機を駆動するディーゼル機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 That is, the proportional gain value (Kp) and the integral gain value (K 1 1 / S) are selected from the rotational speed command signal ωr * output from the speed setter 11 operated by the driver according to the state of waves at sea. It is possible to prevent a rapid response to the torque fluctuation of the steep propulsion induction motor 1 and to suppress the fuel consumption of the diesel engine that drives the generator.

[実施形態8]
図11は実施形態8に係る速度制御器と、比例ゲイン設定器および積分ゲイン設定器によるトルク指令フィルタ機能を示す構成図である。
[Eighth embodiment]
FIG. 11 is a configuration diagram showing a torque command filter function by a speed controller, a proportional gain setter and an integral gain setter according to the eighth embodiment.

図11に示すように、本実施形態8が、前述した実施形態7と異なる構成は、速度設定器11が出力する回転速度指令信号ωr*によって比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72へ出力する呼出信号を選択するゲイン呼出速度設定監視器73に替えて、比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72の値は速度設定器11と速度検出器9の出力値の差ωr*’により、比例ゲイン設定器71および積分ゲイン設定器72へ出力する呼出信号を選択するゲイン呼出速度偏差監視器74を備えるようにした点である。   As shown in FIG. 11, the configuration in which the eighth embodiment is different from the seventh embodiment described above is output to the proportional gain setter 71 and the integral gain setter 72 by the rotation speed command signal ωr * output from the speed setter 11. Instead of the gain call speed setting monitor 73 for selecting the call signal to be used, the values of the proportional gain setter 71 and the integral gain setter 72 are determined by the difference ωr * ′ between the output values of the speed setter 11 and the speed detector 9. A gain call speed deviation monitor 74 for selecting a call signal to be output to the proportional gain setter 71 and the integral gain setter 72 is provided.

図12はゲイン呼出速度偏差監視器74の特性図であり、横軸に速度設定器11と速度検出器9の出力差ωr*’を、縦軸にゲイン呼出信号Kをとっている。   FIG. 12 is a characteristic diagram of the gain call speed deviation monitor 74. The horizontal axis represents the output difference ωr * ′ between the speed setter 11 and the speed detector 9, and the vertical axis represents the gain call signal K.

速度設定器11と速度検出器9との出力差ωr*’の偏差がΔωであり、ゲイン呼出速度偏差監視器74の取り得るゲイン呼出信号Kの個数をn個(nは2以上の自然数)とすると、前述した実施形態7の場合と同様に
Δω/n=Δa・・・(
となり、ゲイン呼出信号Kの1個あたりの偏差はΔaとなる。Δa 1個あたりのゲイン呼出信号Kは同一であり、速度設定器11と速度検出器9との出力差ωr*’の値によって段階的にゲイン呼出信号が選択出力される。
The deviation of the output difference ωr * ′ between the speed setter 11 and the speed detector 9 is Δω, and the number of gain call signals K that the gain call speed deviation monitor 74 can take is n (n is a natural number of 2 or more). Then, as in the case of the seventh embodiment described above, Δω / n = Δa ( 5 )
Thus, the deviation per gain call signal K is Δa. The gain call signal K per Δa is the same, and the gain call signal is selected and output stepwise according to the value of the output difference ωr * ′ between the speed setter 11 and the speed detector 9.

すなわち、海上の波の状態に応じて運転者が操作する速度設定器11と速度検出器9との出力差ωr*’の値によって比例ゲイン値(Kp)10および積分ゲイン値(K1/S)10を選択し、急峻な推進用誘導電動機1のトルク変動に対して高速に反応することを防ぎ、発電装置のディーゼル機関の燃料消費を抑制することが可能となる。 That is, the proportional gain value (Kp) 10 3 and the integral gain value (K 1 1) are determined by the value of the output difference ωr * ′ between the speed setter 11 and the speed detector 9 operated by the driver according to the state of the wave at sea. / S) 10 4 is selected, and it is possible to prevent a rapid response to the torque fluctuation of the induction motor 1 for propulsion, and to suppress the fuel consumption of the diesel engine of the power generator.

[変形例]
以上説明した各実施形態では、2巻線の推進用誘導電動機1と2台のインバータ4、5の組合せ例を説明したが、推進用誘導電動機1の巻線数やインバータの台数は本願発明の課題とは直接関係無いので、1巻線の推進用誘導電動機と1台のインバータの組合せる場合、あるいは、3巻線以上の推進用誘導電動機とその巻線数と同じ台数のインバータを組合せる場合等においても同様の作用効果を奏することができる。
[Modification]
In each of the embodiments described above, a combination example of the two-winding propulsion induction motor 1 and the two inverters 4 and 5 has been described. However, the number of windings and the number of inverters of the propulsion induction motor 1 are the same as those of the present invention. Since there is no direct relationship with the problem, when combining a single-winding propulsion induction motor with one inverter, or combining three or more propulsion induction motors with the same number of windings as the number of windings The same effects can be achieved in some cases.

1…推進用誘導電動機、2…推進用プロペラ、3…パルスジェネレータ、4,5…インバータ、6,7…遮断器、8…船内母線、9…速度検出器、10…速度制御器、10…減算器、10…誤差演算部、10…比例ゲイン値、10…積分ゲイン値、10…加算部、11…速度設定器、12,13…電流検出器、14…トルク指令フィルタ、51〜53…発電装置、54〜57…遮断器、58…負荷、60…トルク指令フィルタ切換スイッチ、61…時定数設定器、62…速度設定監視器、64…速度偏差監視器、65,65…呼出信号切換スイッチ、66,66…呼出信号自動切換部、71…比例ゲイン設定器、72…積分ゲイン設定器、73…ゲイン呼出速度設定監視器、74…ゲイン呼出速度偏差監視器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Induction motor for propulsion, 2 ... Propeller for propulsion, 3 ... Pulse generator, 4, 5 ... Inverter, 6, 7 ... Circuit breaker, 8 ... Inboard bus, 9 ... Speed detector, 10 ... Speed controller, 10 1 ... subtractor, 10 2 ... error calculation unit, 10 3 ... proportional gain value, 10 4 ... integral gain value, 10 5 ... addition unit, 11 ... speed setter, 12, 13 ... current detector, 14 ... torque command filter 51-53 ... power generation device, 54-57 ... circuit breaker, 58 ... load, 60 ... torque command filter changeover switch, 61 ... time constant setting device, 62 ... speed setting monitor, 64 ... speed deviation monitor, 65 1 , 65 1 ... call signal changeover switch, 66 1 , 66 2 ... call signal automatic switching unit, 71 ... proportional gain setter, 72 ... integral gain setter, 73 ... gain call speed setting monitor, 74 ... gain call speed deviation Monitor

Claims (9)

船舶のプロペラを駆動する1または2以上の巻線を持つ推進用誘導電動機と、
前記推進用誘導電動機の回転速度指令信号を出力する速度設定器と、
前記推進用誘導電動機の回転速度を検出し回転速度検出信号を出力する速度検出器と、
前記速度設定器で設定した回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との誤差に基づいてトルク指令信号を出力する速度制御器と、
前記推進用誘導電動機の各巻線毎に接続され、前記トルク指令信号により船内の発電装置から前記推進用誘導電動機へ供給する一次電流をベクトル制御するインバータと、
からなる船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、
前記速度制御器が出力するトルク指令信号を荒天時の前記推進用誘導電動機に生じるトルク変動周期よりも若干長めの時定数を持たせ一次遅れトルク指令信号として出力するトルク指令フィルタを設け、
前記トルク指令フィルタから出力される一次遅れトルク指令信号を荒天時に前記インバタへ出力することにより、前記インバータに出力されるトルク指令信号の急峻な変動を抑制し前記推進用誘導電動機の一次電流の急峻な増減を緩和し、それにより荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制することを特徴とする船舶用電気推進装置のインバータシステム。
A propulsion induction motor having one or more windings for driving a ship propeller;
A speed setter for outputting a rotational speed command signal of the propulsion induction motor;
A speed detector that detects the rotational speed of the propulsion induction motor and outputs a rotational speed detection signal;
A speed controller that outputs a torque command signal based on an error between the rotational speed command signal set by the speed setter and the rotational speed detection signal detected by the speed detector;
An inverter connected to each winding of the propulsion induction motor and vector-controlling a primary current supplied to the propulsion induction motor from a power generator in a ship by the torque command signal;
In an inverter system for a marine electric propulsion device,
A torque command filter for outputting a torque command signal output from the speed controller as a first-order lag torque command signal having a time constant slightly longer than a torque fluctuation period generated in the propulsion induction motor during stormy weather ;
By outputting the first-order lag torque command signal outputted from the torque command filter to the inverter during bad weather, one said propulsion induction motor by suppressing an abrupt change of the torque command signal output to the inverter primary An inverter system for a marine electric propulsion device, characterized in that a steep increase / decrease in current is mitigated , thereby suppressing the operation of a power generator installed as a spare machine in rough weather .
前記トルク指令フィルタの動作を切換スイッチの切換えによって有効あるいは無効とすることを特徴とする請求項1記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   The inverter system of the marine electric propulsion apparatus according to claim 1, wherein the operation of the torque command filter is enabled or disabled by switching a changeover switch. 前記トルク指令フィルタの時定数を複数記憶する時定数設定器と、前記時定数設定器に対し複数の時定数と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の時定数を選択して前記トルク指令フィルタに設定する呼出信号切換スイッチとを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   A time constant setter for storing a plurality of time constants of the torque command filter, and an arbitrary time constant is selected by giving a call signal corresponding to the plurality of time constants on a one-to-one basis to the time constant setter. The inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a call signal change-over switch set in the torque command filter. 前記速度設定器の出力する回転速度指令信号の変動幅が所定の範囲にある場合にトルク指令フィルタを無効とする信号を出力し、変動幅が所定の範囲を超えた場合にトルク指令フィルタを有効とする信号を出力し、前記切換スイッチを切替える速度設定監視器を備えたことを特徴とする請求項2記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   Outputs a signal that disables the torque command filter when the fluctuation range of the rotation speed command signal output from the speed setter is within a predetermined range, and enables the torque command filter when the fluctuation range exceeds the predetermined range. The inverter system of the marine electric propulsion apparatus according to claim 2, further comprising: a speed setting monitor that outputs a signal of 前記速度設定器の出力する回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との偏差が所定の範囲内にある場合にトルク指令フィルタを無効とする信号を出力し、前記偏差が所定の範囲を超えた場合にトルク指令フィルタを有効とする信号を出力し、前記切換スイッチを切替える速度偏差監視器を備えたことを特徴とする請求項2記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   When the deviation between the rotational speed command signal output from the speed setter and the rotational speed detection signal detected by the speed detector is within a predetermined range, a signal for invalidating the torque command filter is output, and the deviation is 3. An inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to claim 2, further comprising a speed deviation monitor that outputs a signal for enabling a torque command filter when a predetermined range is exceeded and switches the changeover switch. . 船舶のプロペラを駆動する1または2以上の巻線を持つ推進用誘導電動機と、
前記推進用誘導電動機の回転速度指令信号を出力する速度設定器と、
前記推進用誘導電動機の回転速度を検出し回転速度検出信号を出力する速度検出器と、
前記速度設定器で設定した回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との誤差に基づいてトルク指令信号を出力する速度制御器と、
前記推進用誘導電動機の各巻線毎に接続され、前記トルク指令信号により船内の発電装置から前記推進用誘導電動機へ供給する一次電流をベクトル制御するインバータと、
からなる船舶用電気推進装置のインバータシステムにおいて、
前記速度制御器の比例ゲイン値および積分ゲイン値を設定する比例ゲイン設定器と積分ゲイン設定器を設け、
前記比例ゲイン値および積分ゲイン値を荒天時に適宜設定し、荒天時に推進用誘導電動機に生じるトルク変動周期よりも若干大きな一次遅れ時間を前記速度制御器から出力されるトルク指令信号に持たせることにより、当該速度制御器から前記インバータへ出力するトルク指令信号の急峻な変動を抑制し前記推進用誘導電動機の一次電流の急峻な増減を緩和し、それにより荒天時に予備機として搭載している発電装置の運転を抑制することを特徴とする船舶用電気推進装置のインバータシステム。
A propulsion induction motor having one or more windings for driving a ship propeller;
A speed setter for outputting a rotational speed command signal of the propulsion induction motor;
A speed detector that detects the rotational speed of the propulsion induction motor and outputs a rotational speed detection signal;
A speed controller that outputs a torque command signal based on an error between the rotational speed command signal set by the speed setter and the rotational speed detection signal detected by the speed detector;
An inverter connected to each winding of the propulsion induction motor and vector-controlling a primary current supplied to the propulsion induction motor from a power generator in a ship by the torque command signal;
In an inverter system for a marine electric propulsion device,
Providing a proportional gain setter and an integral gain setter for setting the proportional gain value and integral gain value of the speed controller,
By appropriately setting the proportional gain value and the integral gain value during stormy weather, the torque command signal output from the speed controller has a first-order lag time slightly longer than the torque fluctuation cycle that occurs in the induction motor for propulsion during stormy weather. , to suppress abrupt fluctuations in the torque command signal output from the speed controller to the inverter to mitigate the steep increase and decrease of the primary current of the propulsion induction motor, whereby power generation is carried as a spare machine during rough weather An inverter system for a marine electric propulsion device, characterized by suppressing operation of the device.
前記比例ゲイン値を複数記憶する比例ゲイン設定器と、当該比例ゲイン設定器に対し複数の比例ゲイン値と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の比例ゲイン値を選択して前記速度制御器の比例ゲイン値を設定する比例ゲイン値の呼出信号切換スイッチと、
前記積分ゲイン値を複数記憶する積分ゲイン設定器と、当該積分ゲイン設定器に対し複数の積分ゲイン値と1対1で対応する呼出信号を与えることにより任意の積分ゲイン値を選択して前記速度制御器の積分ゲイン値を設定する積分ゲイン値の呼出信号切換スイッチと、を設けたことを特徴とする請求項6記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。
A proportional gain setting device for storing a plurality of the proportional gain values, and an arbitrary proportional gain value is selected by giving a calling signal corresponding to the plurality of proportional gain values on a one-to-one basis. A proportional gain value call signal switch for setting the proportional gain value of the controller;
An integral gain setter that stores a plurality of integral gain values, and an arbitrary integral gain value is selected by giving a call signal corresponding to the integral gain values in a one-to-one relationship with the integral gain setter. The inverter system for an electric propulsion apparatus for a marine vessel according to claim 6, further comprising a call signal changeover switch for an integral gain value for setting an integral gain value of the controller.
前記比例ゲイン値の呼出信号切換スイッチおよび積分ゲイン値の呼出信号切換スイッチに代え、比例ゲイン値の呼出信号自動切換器および積分ゲイン値の呼出信号自動切換器を設けると共に、これらの呼出信号自動切換器に前記速度設定器の出力する回転速度指令信号の値に応じた呼出信号を与え、その呼出信号に応じた比例ゲイン値および積分ゲイン値を前記比例ゲイン設定器および前記積分ゲイン設定器から選択出力し、前記速度制御器内の比例ゲイン値および積分ゲイン値として設定するゲイン呼出速度設定監視器を備えたことを特徴とする請求項7記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   Instead of the proportional gain value calling signal changeover switch and the integral gain value calling signal changeover switch, a proportional gain value calling signal automatic changer and an integral gain value call signal automatic changer are provided, and these call signal automatic changeovers are provided. A call signal corresponding to the value of the rotation speed command signal output from the speed setter is given to the controller, and a proportional gain value and an integral gain value corresponding to the call signal are selected from the proportional gain setter and the integral gain setter. 8. The inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to claim 7, further comprising a gain call speed setting monitor that outputs and sets as a proportional gain value and an integral gain value in the speed controller. 前記ゲイン呼出速度設定監視器に代え、前記比例ゲイン値の呼出信号自動切換器および積分ゲイン値の呼出信号自動切換器に、前記速度設定器の出力する回転速度指令信号と前記速度検出器で検出した回転速度検出信号との差に応じた呼出信号を与え、その呼出信号に応じた比例ゲイン値および積分ゲイン値を前記比例ゲイン設定器および前記積分ゲイン設定器から選択出力し、前記速度制御器内の比例ゲイン値および積分ゲイン値として設定するゲイン呼出速度偏差監視器を備えたことを特徴とする請求項8記載の船舶用電気推進装置のインバータシステム。   Instead of the gain call speed setting monitor, the rotation speed command signal output from the speed setter and the speed detector are detected by the proportional gain value call signal automatic switch and the integral gain value call signal automatic switch. And a proportional gain value and an integral gain value corresponding to the call signal are selectively output from the proportional gain setter and the integral gain setter, and the speed controller 9. An inverter system for a marine electric propulsion apparatus according to claim 8, further comprising a gain call speed deviation monitor set as a proportional gain value and an integral gain value.
JP2010022195A 2010-02-03 2010-02-03 Inverter system for marine electric propulsion system Active JP5561468B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010022195A JP5561468B2 (en) 2010-02-03 2010-02-03 Inverter system for marine electric propulsion system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010022195A JP5561468B2 (en) 2010-02-03 2010-02-03 Inverter system for marine electric propulsion system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011160620A JP2011160620A (en) 2011-08-18
JP2011160620A5 JP2011160620A5 (en) 2013-03-14
JP5561468B2 true JP5561468B2 (en) 2014-07-30

Family

ID=44592060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010022195A Active JP5561468B2 (en) 2010-02-03 2010-02-03 Inverter system for marine electric propulsion system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5561468B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2504307B2 (en) * 1990-08-01 1996-06-05 三菱電機株式会社 Electric motor speed controller
JPH09275693A (en) * 1996-04-01 1997-10-21 Okuma Mach Works Ltd Motor controller
JP3677904B2 (en) * 1996-11-27 2005-08-03 日産自動車株式会社 Electric vehicle motor drive control device
JP3726051B2 (en) * 2001-11-28 2005-12-14 株式会社日立製作所 Control device for hybrid vehicle
JP4496895B2 (en) * 2004-09-01 2010-07-07 パナソニック株式会社 Electric motor control device
JP2009194993A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Nishishiba Electric Co Ltd Inverter system for vessel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011160620A (en) 2011-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3990155B2 (en) Ship propulsion drive system
JP4623897B2 (en) Ship propulsion drive system
JP6284558B2 (en) Electric propulsion device for ship, propulsion force control device used for electric propulsion device for ship
US20100167601A1 (en) Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system
JP5126751B2 (en) Marine electric propulsion system
JP4195897B2 (en) Stepping motor control device
JP5164043B2 (en) Marine hybrid propulsion system
JP4356684B2 (en) Electric propulsion device for ships
EP4245602A1 (en) Electric marine propulsion system and control method
JP5496561B2 (en) Marine propulsion device
WO2017149590A1 (en) Motor control method and control device
JP5067557B2 (en) Marine inverter system
US9150298B2 (en) Power supply system for a boat
JP6679113B2 (en) Electric propulsion ship control device, electric propulsion ship control system, and electric propulsion ship
WO2018143013A1 (en) Power distribution system in moving body
JP6339353B2 (en) Electric propulsion ship control device, electric propulsion ship control system, and electric propulsion ship
JP5561468B2 (en) Inverter system for marine electric propulsion system
JP5742020B2 (en) Electric propulsion device for ships
JP2011160620A5 (en)
JP5025176B2 (en) Electric propulsion ship control device
EP3892530B1 (en) Marine propulsion system and control method
JP5787212B2 (en) Marine hybrid propulsion system
JP5035325B2 (en) Cargo handling control device for cargo handling vehicle
JPH10138997A (en) Electric propulsion-type propeller driving device
JP5540134B1 (en) Electric propulsion device for ships

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140121

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5561468

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150