JP5767059B2 - Electric propulsion ship - Google Patents

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

本発明は、発電機で発電した電気を電動機に供給し、船舶を推進させる電気推進式の船舶に関するものである。   The present invention relates to an electric propulsion type ship that supplies electricity generated by a generator to an electric motor to propel the ship.

従来、ばら積み船やタンカー等の貨物船は、大型ディーゼルエンジン(主機)で、推進用プロペラを回し、航行している。この大型貨物船は、例えば1台の主機と、3台の補助発電機(内1台はバックアップ用)を有している。この補助発電機は、中型の中速ディーゼルエンジンと発電機を組み合わせて構成している。   Conventionally, cargo ships such as bulk carriers and tankers have been driven by propellers for propulsion using large diesel engines (main engines). This large cargo ship has, for example, one main engine and three auxiliary generators (one of which is for backup). This auxiliary generator is configured by combining a medium-sized medium speed diesel engine and a generator.

図3に、この船舶の概略図を示す。船舶20は、大型の低速ディーゼルエンジン(主機)21と、推進用プロペラ(以下、プロペラという)3Xと、3台の補助発電機22を有している。この補助発電機22は、船舶内で使用する機器(以下、船内負荷10という)と接続するための通常回路23を有している。ここで、主機21は、出力が1万kwで8.6×3.2×6.5mの大きさとなり、補助発電機22は、出力が400kwで2.5×1.5×4.5mの大きさとなる。なお、この主機21及び補助発電機22の出力及び大きさ等は、船舶20の規模により異なる。   FIG. 3 shows a schematic diagram of this ship. The ship 20 includes a large low-speed diesel engine (main engine) 21, a propeller for propulsion (hereinafter referred to as a propeller) 3X, and three auxiliary generators 22. The auxiliary generator 22 has a normal circuit 23 for connecting to equipment used in the ship (hereinafter referred to as the ship load 10). Here, the main machine 21 has an output of 10,000 kW and a size of 8.6 × 3.2 × 6.5 m, and the auxiliary generator 22 has an output of 400 kW and 2.5 × 1.5 × 4.5 m. It becomes the size of. The output and size of the main engine 21 and the auxiliary generator 22 vary depending on the scale of the ship 20.

次に、この船舶20の動作について説明する。船舶20は、主機21の回転数の制御(約100rpm程度)により、航行速度を制御している。補助発電機22は、500〜1500rpm程度のいわゆる中速に回転数を固定し、発電を行う。この補助発電機22が発電した電気は、電圧が440Vで、周波数が60Hz(又は50Hz)の交流電気である。この電気は、通常回路23を介して、船舶内に送られ、例えば航海機器、各種ポンプ、各種照明、及び船室の住設備等(船内負荷10)の電源として使用される。なお、補助発電機22は、通常1台又は2台で運転し、1台はバックアップ用となっている。つまり、補助発電機22の最大発電量は、800kw(2台運転時)となっている。   Next, operation | movement of this ship 20 is demonstrated. The ship 20 controls the navigation speed by controlling the rotational speed of the main engine 21 (about 100 rpm). The auxiliary generator 22 generates power by fixing the rotational speed at a so-called medium speed of about 500 to 1500 rpm. The electricity generated by the auxiliary generator 22 is AC electricity having a voltage of 440 V and a frequency of 60 Hz (or 50 Hz). This electricity is normally sent into the ship through the circuit 23, and is used as a power source for navigation equipment, various pumps, various lighting, and cabin living facilities (inboard load 10). The auxiliary generator 22 is usually operated by one or two units, and one unit is used for backup. That is, the maximum power generation amount of the auxiliary generator 22 is 800 kW (when two units are operating).

ここで、低速ディーゼルエンジン及び中速ディーゼルエンジンの定義は、以下のようになる。3S級舶用機関整備士指導書では、低速が500rpm以下であり、中速が500rpmより大きく1500rpm未満と定義されている。また、日本船主協会では、低速が300rpm以下であり、中速が300rpmより大きく、1000rpm未満と定義している。   Here, the definitions of the low speed diesel engine and the medium speed diesel engine are as follows. In the 3S class marine engine mechanics instruction manual, the low speed is defined as 500 rpm or less, and the medium speed is defined as greater than 500 rpm and less than 1500 rpm. In addition, the Japan Shipowners Association defines that the low speed is 300 rpm or less, the medium speed is greater than 300 rpm, and less than 1000 rpm.

他方で、船舶が、主機の代わりに電動機(モータ)を有し、このモータで推進プロペラを回転するように構成した電気推進式の船舶が提案されている(例えば特許文献1参照)。図4に、電気推進式の船舶(以下、電気推進船1Xという)の1例の概略図を示す。電気推進船1Xは、主機の代わりのモータ2Xと、このモータ2Xに電力を供給する可変速の中速エンジン24と発電機を組み合わせて構成している。また、船内負荷10に電力を供給する例えば3台の補助発電機22と、通常回路23を有している。   On the other hand, an electric propulsion type ship has been proposed in which the ship has an electric motor (motor) instead of the main engine, and the propeller is rotated by the motor (see, for example, Patent Document 1). FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of an electric propulsion type ship (hereinafter referred to as an electric propulsion ship 1X). The electric propulsion ship 1X is configured by combining a motor 2X instead of a main engine, a variable speed medium-speed engine 24 that supplies electric power to the motor 2X, and a generator. Further, for example, three auxiliary generators 22 for supplying electric power to the inboard load 10 and a normal circuit 23 are provided.

次に、この電気推進船1Xの動作について説明する。電気推進船1Xは、可変速の中速エンジン24の回転数の制御により、航行速度を制御している。また、船内負荷10に供給する通常電力(電圧440V、周波数60Hz)は、補助発電機22で発電する。これは、可変速の中速エンジン24で発電する電気は、電圧及び周波数が変化し、船内負荷10に供給する通常電力としては使用できないためである。また、上記の電気推進船1Xは、発電した電気の周波数等を変換するインバータを有さないためである。   Next, the operation of the electric propulsion ship 1X will be described. The electric propulsion ship 1X controls the navigation speed by controlling the rotation speed of the variable-speed medium-speed engine 24. Further, normal power (voltage 440 V, frequency 60 Hz) supplied to the inboard load 10 is generated by the auxiliary generator 22. This is because the electricity generated by the variable-speed medium-speed engine 24 changes in voltage and frequency and cannot be used as normal power supplied to the inboard load 10. Further, the electric propulsion ship 1X does not have an inverter that converts the frequency of the generated electricity.

上記の構成により、電気推進船1Xは、従来のディーゼルエンジン(主機)を搭載した船舶20に比べ、船倉の大型化を実現することができる。   With the above-described configuration, the electric propulsion ship 1X can realize an increase in the size of the hold as compared with the ship 20 equipped with a conventional diesel engine (main engine).

しかしながら、上記の電気推進船1Xは、以下の問題点を有している。第1に、可変速の中速エンジン24による発電は、燃費効率が悪いという問題を有している。この可変速の中速エンジン24は、一般的に低速エンジンより燃料効率が悪く、且つ加速及び減速の制御を繰り返すため、燃費効率が低下してしまう。一般的に、ディーゼル発電機は、可能な限り特定の速度で運転する方が燃費効率を向上することができる。   However, the electric propulsion ship 1X has the following problems. First, power generation by the variable speed medium speed engine 24 has a problem that fuel efficiency is poor. The variable-speed medium-speed engine 24 generally has lower fuel efficiency than the low-speed engine and repeats acceleration and deceleration control, so that fuel efficiency is reduced. Generally, a diesel generator can improve fuel efficiency by operating at a specific speed as much as possible.

第2に、十分な船倉の大型化を実現することができないという問題を有している。これは、主機の代わりに、同等の出力(例えば1万kw)を有する可変速の中速エンジン24と、モータ2Xを設置するため、これらの機器の容積を十分に小さくすることができない。   Secondly, there is a problem that it is not possible to realize a sufficiently large cargo hold. This is because the variable speed medium-speed engine 24 having the same output (for example, 10,000 kW) and the motor 2X are installed instead of the main engine, so that the volume of these devices cannot be made sufficiently small.

第3に、可変速の中速エンジン24による発電は、エンジン24及び付随設備のコストが高いという問題を有している。これは、まず、可変速の中速エンジン24自体のコストが高いからである。また、可変速の中速エンジン24に加えて、可変速の中速エンジン24を、機関室及び船橋等から制御するための制御システムのコストが高いからである。   Thirdly, the power generation by the variable speed medium speed engine 24 has a problem that the cost of the engine 24 and associated equipment is high. This is because the cost of the variable speed medium speed engine 24 itself is high. In addition to the variable speed medium speed engine 24, the cost of the control system for controlling the variable speed medium speed engine 24 from the engine room, the bridge, and the like is high.

特開2010−241194号公報JP 2010-241194 A

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、電気推進船において、機関室内の容積効率を向上し、且つ、航行の際の燃費効率を向上した電気推進船を、低コストで提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric propulsion ship with improved volumetric efficiency in the engine room and improved fuel efficiency at the time of navigation. It is to provide at low cost.

上記の目的を達成するための本発明に係る電気推進船は、推進用プロペラを駆動する推進用電動機と、発電機を有する電気推進船において、数の発電機と、この発電機に接続される低周波数回路と、この低周波数回路に周波数制御装置を介して接続される前記推進用電動機と、前記発電機と前記周波数制御装置との間の前記周波数回路に周波数及び電圧変換器を介して接続される通常回路と、この通常回路に接続される船内負荷とを有し、前記発電機は、回転数が一定となる状態に制御され、発電する交流電流の周波数が0Hzより小さくなるように制御される構成を有することを特徴とする。 Electrical propulsion boat according to the present invention for achieving the above object, a propulsion motor for driving the propulsion propeller, the electric propulsion boat having a generator, a generator of multiple, connected to the generator that a low-frequency circuit, and the low-frequency circuit to the propulsion motor which is connected via a frequency control device, via a frequency and voltage converter to said frequency circuit between said generator the frequency control device a normal circuit connected, and a ship load connected to the normal circuit, the generator is controlled to a state where the rotation speed is constant, as the frequency of the alternating current power is less than 5 0 Hz It has the structure controlled by this.

この構成により、電気推進の燃費効率を向上することができる。これは、発電機の回転数を低速(50rpm〜250rpm)で、且つ一定速度とすることができるためである。また、機関室内の容積効率を向上することができる。これは、大型の低速ディーゼルエンジンの代わりに、複数の発電機を設置する構成により、機関室内の機器の設置位置の自由度が向上したためである。なお、発電する電気の周波数を50Hzよりも小さくしたため、発電機を大型化することなく、発電機の回転数を下げることができる。   With this configuration, the fuel efficiency of electric propulsion can be improved. This is because the rotational speed of the generator can be low (50 rpm to 250 rpm) and constant. Moreover, the volumetric efficiency in the engine room can be improved. This is because the degree of freedom of the installation position of the equipment in the engine room is improved by the configuration in which a plurality of generators are installed instead of the large low-speed diesel engine. In addition, since the frequency of the electricity to generate is made smaller than 50 Hz, the rotation speed of the generator can be reduced without increasing the size of the generator.

周波数及び電圧変換器が、発電機から出力される電気を変換し、通常回路を流れる電気の電圧を440V、周波数を60Hz又は50Hzとする構成にすることができる。この構成により、船内負荷用の発電機を別途、設置する必要がないため、発電機を1種類とすることができる。 The frequency and voltage converter converts the electricity output from the generator, and the voltage of electricity flowing through the normal circuit can be set to 440 V and the frequency can be set to 60 Hz or 50 Hz. With this configuration, it is not necessary to separately install an onboard load generator, so that one type of generator can be used.

上記の電気推進船において、前記発電機が発電する交流電流の周波数が、10Hz以上45Hz以下であることを特徴とする。この構成により、発電機の燃費効率を更に向上す
ることができる。
In the electric propulsion ship, the frequency of the alternating current generated by the generator is 10 Hz to 45 Hz. With this configuration, the fuel efficiency of the generator can be further improved.

低周波数回路と通常回路との間に接続される二つの周波数及び電圧変換器と、この二つの周波数及び電圧変換器を互いに接続する直流回路と、この直流回路に接続される二次電池とを有し、二次電池は、推進用電動機および船内負荷の負荷の大きさに応じて周波数及び電圧変換器を介して低周波数回路または通常回路に電気を供給する構成にすることができる。この構成により、電気推進船に設置する発電機の容量及び重量を抑制することができる。これは、推進用電動機及び船内負荷に必要となる電力量が増加した場合、二次電池からも電力を供給することができるためである。 Two frequency and voltage converters connected between the low frequency circuit and the normal circuit, a DC circuit connecting the two frequency and voltage converters to each other, and a secondary battery connected to the DC circuit The secondary battery can be configured to supply electricity to a low-frequency circuit or a normal circuit via a frequency and voltage converter according to the magnitude of the load of the propulsion motor and the ship load. With this configuration, the capacity and weight of the generator installed on the electric propulsion ship can be suppressed. This is because power can be supplied also from the secondary battery when the amount of power required for the propulsion motor and the inboard load increases.

本発明に係る電気推進船によれば、電気推進船において、機関室内の容積効率を向上し、且つ、航行の際の燃費効率を向上した電気推進船を、低コストで提供することができる。   According to the electric propulsion ship according to the present invention, the electric propulsion ship that improves the volumetric efficiency in the engine room and improves the fuel efficiency at the time of navigation can be provided at low cost.

本発明に係る実施の形態の電気推進船の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the electric propulsion ship of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る異なる実施の形態の電気推進船の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the electric propulsion ship of different embodiment which concerns on this invention. 従来の主機を有する船舶の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the ship which has the conventional main engine. 従来の電気推進船の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the conventional electric propulsion ship.

以下、本発明に係る実施の形態の電気推進船1について、図面を参照しながら説明する。図1に、本発明に係る実施の形態の電気推進船1の概略を示す。電気推進船1は、推進用プロペラ(プロペラ)3を駆動する推進用電動機(以下、モータという)2と、複数の発電機4と、モータ2と発電機4を接続する低周波数回路5(実線で示す)を有している。また、電気推進船1は、低周波数回路5に接続した周波数及び電圧変換器7と、この周波数及び電圧変換器7と船内負荷10を接続する通常回路6(破線で示す)を有している。ここで、発電機4は、1台あたりの出力を例えば2800kwとすると、4.5×2.0×6.0mの大きさとなる。また、モータ2は、誘導電動機又は交流モータ等で構成することができる。   Hereinafter, an electric propulsion ship 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an electric propulsion ship 1 according to an embodiment of the present invention. The electric propulsion ship 1 includes a propulsion motor (hereinafter referred to as a motor) 2 that drives a propeller (propeller) 3, a plurality of generators 4, and a low-frequency circuit 5 that connects the motor 2 and the generator 4 (solid line). Is shown). Further, the electric propulsion ship 1 has a frequency and voltage converter 7 connected to the low frequency circuit 5 and a normal circuit 6 (shown by a broken line) connecting the frequency and voltage converter 7 and the inboard load 10. . Here, the generator 4 has a size of 4.5 × 2.0 × 6.0 m when the output per unit is 2800 kW, for example. Moreover, the motor 2 can be comprised with an induction motor or an alternating current motor.

なお、周波数及び電圧変換器7は、インバータ、パワーコンディショナー、トランス及びこれらの組み合わせ等で構成することができる。ここで、インバータとは、交流から直流を介して再び交流に変換し、周波数と電圧を調整することができる機器を示す。また、パワーコンディショナーとは、インバータなどの電子的な電力変換機器類と制御、保護系を一体構造のユニットとしたものを示す。更に、トランスとは、電圧を変化させる変圧器を示す。   The frequency and voltage converter 7 can be composed of an inverter, a power conditioner, a transformer, a combination thereof, and the like. Here, an inverter refers to a device that can convert AC to DC again through AC and adjust the frequency and voltage. The power conditioner is a unit in which an electronic power conversion device such as an inverter and a control / protection system are integrated. Furthermore, a transformer refers to a transformer that changes voltage.

次に、この電気推進船1の動作について説明する。電気推進船1は、航行する際、複数の発電機4で発電を行う。この発電機4は、回転数を100〜250rpm程度の低い回転数で、回転数が一定となるように制御している。また、この発電機4は、例えば電圧が6600V、周波数が30Hzの交流電流を発電する。ここで、周波数は、50Hzよりも小さい値、具体的には10〜45Hz、望ましくは20Hz〜40Hz、更に望ましくは25Hz〜35Hzとなるように、発電機4の回転数及び大きさを決定する。この交流電流は、低周波数回路5を流れ、周波数制御装置(例えばインバータ)8を介して、モータ2に供給される(最大で約1万kw)。この周波数制御装置8で、モータ2の回転数を制御し、電気推進船1の航行速度を制御する。   Next, operation | movement of this electric propulsion ship 1 is demonstrated. The electric propulsion ship 1 generates power with a plurality of generators 4 when navigating. The generator 4 is controlled so that the rotational speed is constant at a low rotational speed of about 100 to 250 rpm. The generator 4 generates an alternating current having a voltage of 6600 V and a frequency of 30 Hz, for example. Here, the rotation speed and size of the generator 4 are determined so that the frequency is a value smaller than 50 Hz, specifically 10 to 45 Hz, desirably 20 Hz to 40 Hz, and more desirably 25 Hz to 35 Hz. This alternating current flows through the low-frequency circuit 5 and is supplied to the motor 2 via a frequency control device (for example, an inverter) 8 (up to about 10,000 kW). The frequency control device 8 controls the rotation speed of the motor 2 and controls the navigation speed of the electric propulsion ship 1.

また、この交流電流の一部(約200kw程度)は、周波数及び電圧変換器7、及び通常回路6を介して、船内負荷10に供給される。ここで、通常回路6を流れる電流は、電圧が440V、周波数が60Hz(又は50Hz)としている。   A part of the alternating current (about 200 kw) is supplied to the ship load 10 via the frequency and voltage converter 7 and the normal circuit 6. Here, the current flowing through the normal circuit 6 has a voltage of 440 V and a frequency of 60 Hz (or 50 Hz).

つまり、発電機4で発電する電気の周波数を、電力使用量の多いモータ2に合わせ、使用量の少ない船内負荷10側に、周波数及び電圧変換器7で調整した電気を供給するように構成した。そのため、発電機4の低回転化(例えば250rpm以下)、及び小型化を実現することができる。   That is, the frequency of electricity generated by the generator 4 is adjusted to the motor 2 with a large amount of power used, and the power adjusted by the frequency and voltage converter 7 is supplied to the inboard load 10 side with a small amount of usage. . For this reason, the generator 4 can be reduced in speed (for example, 250 rpm or less) and downsized.

なお、周波数制御装置8は、インバータ、パワーコンディショナー、トランス及びこれらの組み合わせ等で構成することができる。また、電気推進船1が、低速で航行する場合は、複数のディーゼル発電機4の内、いくつかを停止することもある。更に、発電機4で発電する交流電気の周波数に関しては、周波数を小さく設定するほど、より小さいディーゼル発電機を使用することができる。他方で、周波数が小さすぎると、発電機の発電効率が低下してしまう。この両者のバランスで、上記の周波数及び発電機の大きさを決定することが望ましい。   The frequency control device 8 can be composed of an inverter, a power conditioner, a transformer, a combination thereof, and the like. Moreover, when the electric propulsion ship 1 navigates at low speed, some of the plurality of diesel generators 4 may be stopped. Furthermore, with regard to the frequency of AC electricity generated by the generator 4, the smaller the frequency is set, the smaller the diesel generator can be used. On the other hand, if the frequency is too small, the power generation efficiency of the generator will be reduced. It is desirable to determine the frequency and the size of the generator based on a balance between the two.

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第1に、電気推進船1の燃費効率を向上することができる。これは、発電機4の回転数を低速(100rpm〜250rpm)で、且つ一定速度とし、熱効率を向上することができるためである。   With the above configuration, the following operational effects can be obtained. First, the fuel efficiency of the electric propulsion ship 1 can be improved. This is because the rotational speed of the generator 4 can be set to a low speed (100 rpm to 250 rpm) and a constant speed to improve thermal efficiency.

第2に、機関室内の容積効率を向上することができる。具体的には、最大の大きさを有する発電機4の容積が54m程度であるため、設置箇所を比較的自由に決定することができる。従来は180m程度の中速エンジン(主機に相当)を設置する必要があり、この設置位置は、限定されていた。なお、ディーゼル発電機の回転数を低速とし、周波数が60Hzの電気を発電しようとすると、発電機の軸芯の直径が大型となり、発電機が大型となってしまう。 Second, the volumetric efficiency in the engine room can be improved. Specifically, since the volume of the generator 4 having the maximum size is about 54 m 3 , the installation location can be determined relatively freely. Conventionally, it is necessary to install a medium-speed engine (equivalent to the main engine) of about 180 m 3 , and this installation position is limited. In addition, when the rotation speed of a diesel generator is made low speed and it is going to generate electricity with a frequency of 60 Hz, the diameter of the shaft core of a generator will become large and a generator will become large.

第3に、電気推進船1を低コストで導入することができる。これは、発電機4の回転数が一定速度となるように構成しており、回転数を制御する制御システム等の設置が不要となるためである。また、発電機4の回転数が低速回転であるため、必要となるメンテナンス頻度を著しく低下することができる。   Third, the electric propulsion ship 1 can be introduced at low cost. This is because the rotational speed of the generator 4 is configured to be a constant speed, and it is not necessary to install a control system or the like that controls the rotational speed. Moreover, since the rotation speed of the generator 4 is low-speed rotation, the required maintenance frequency can be reduced significantly.

更に、1種類の発電機4で、モータ2及び船内負荷10に電力を供給することができるため、乗組員は、1種類の発電機のメンテナンス作業を習得すればよく、負担が軽減される。また、電気推進船1に搭載する補修用の部品の数を、抑制することができる。   Furthermore, since electric power can be supplied to the motor 2 and the inboard load 10 with one type of generator 4, the crew only needs to learn maintenance work for one type of generator, and the burden is reduced. In addition, the number of repair parts mounted on the electric propulsion ship 1 can be suppressed.

第4に、機関室内の床にかかる単位面積当たりの最大荷重を低減することができる。つまり、54m程度の発電機を分散して設置することができるため、電気推進船1に必要となる補強部材等の量が低減し、電気推進船1の建造コストを抑制することができる。なお、従来は180m程度の中速エンジンを支持する床には、集中的に補強部材を設置する必要があった。 Fourth, the maximum load per unit area on the floor in the engine room can be reduced. That is, since generators of about 54 m 3 can be installed in a distributed manner, the amount of reinforcing members and the like required for the electric propulsion ship 1 can be reduced, and the construction cost of the electric propulsion ship 1 can be suppressed. Conventionally, it has been necessary to intensively install reinforcing members on the floor supporting a medium speed engine of about 180 m 3 .

図2に、本発明に係る異なる実施の形態の電気推進船1aを示す。電気推進船1aは、二重反転プロペラ3aを駆動する2つの推進用電動機(モータ)2aと、複数の発電機4aと、モータ2aと発電機4aを接続する低周波数回路5a(実線で示す)を有している。また、電気推進船1aは、低周波数回路5aに接続した周波数及び電圧変換器(例えば、パワーコンディショナー7a等)と、このパワーコンディショナー7aに直流回路9(一点鎖線で示す)を介して接続した二次電池11を有している。更に、電気推進船1aは、直流回路9に接続したもう1つのパワーコンディショナー7aと、パワーコンディショナー7aに通常回路6を介して接続した船内負荷10を有している。ここで、発電機4aは、1台あたりの出力を例えば2000kwとすると、43m程度の大きさとなる。 FIG. 2 shows an electric propulsion ship 1a according to another embodiment of the present invention. The electric propulsion ship 1a includes two propulsion motors (motors) 2a that drive a counter-rotating propeller 3a, a plurality of generators 4a, and a low-frequency circuit 5a that connects the motor 2a and the generator 4a (shown by a solid line). have. The electric propulsion ship 1a has a frequency and voltage converter (for example, a power conditioner 7a) connected to the low frequency circuit 5a, and a DC circuit 9 (indicated by a one-dot chain line) connected to the power conditioner 7a. The secondary battery 11 is included. Furthermore, the electric propulsion ship 1 a has another power conditioner 7 a connected to the DC circuit 9 and an inboard load 10 connected to the power conditioner 7 a via the normal circuit 6. Here, if the output per generator is 2000 kW, for example, the generator 4 a has a size of about 43 m 3 .

次に、この電気推進船1aの動作について説明する。まず、発電機4aを、100〜250rpm程度の低速の回転数で、回転数が一定となるように制御し、発電を行う。この発電機4aは、例えば、電圧が6600V、周波数が25Hzの交流電流を発電する。この交流電流は、低周波数回路5aを流れ、周波数制御装置(例えばインバータ等)8aを介して、モータ2aにそれぞれ供給される。この周波数制御装置8で、モータ2の回転数を制御し、電気推進船1aの航行速度を制御する。   Next, operation | movement of this electric propulsion ship 1a is demonstrated. First, the generator 4a is controlled at a low rotational speed of about 100 to 250 rpm so that the rotational speed is constant, and power is generated. For example, the generator 4a generates an alternating current having a voltage of 6600 V and a frequency of 25 Hz. This alternating current flows through the low-frequency circuit 5a and is supplied to the motor 2a via a frequency control device (for example, an inverter) 8a. This frequency control device 8 controls the rotational speed of the motor 2 and controls the navigation speed of the electric propulsion ship 1a.

また、この交流電流の一部は、パワーコンディショナー7a及び直流回路9を介して、二次電池11に蓄電される。又は、交流電流の一部は、2つのパワーコンディショナー7a、直流回路9及び通常回路6を経由して、船内負荷10に供給される。更に、この二次電池11は、負荷に応じて、モータ2a及び船内負荷10に電気を供給する。   A part of the alternating current is stored in the secondary battery 11 through the power conditioner 7 a and the direct current circuit 9. Alternatively, a part of the alternating current is supplied to the ship load 10 via the two power conditioners 7a, the direct current circuit 9, and the normal circuit 6. Further, the secondary battery 11 supplies electricity to the motor 2a and the inboard load 10 according to the load.

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第1に、例えば2000kwの発電機4aを複数台設置する構成により、機関室内の容積効率を向上することができる。従来は、大型の発電機(出力が1万kwレベル)を設置していたため、機関室内における設置場所は限られていた。これに対して、上記の電気推進船1aは、中型の発電機4a(出力が例えば2000kwレベル)を複数台設置する構成により、設置場所の自由度が向上する。また、発電機1台あたりの重量が低減されるため、船体に必要となる補強部材の使用量を抑制することができる。その結果、船舶の建造コストを低減することができ、更に工期を短縮することができる。   With the above configuration, the following operational effects can be obtained. First, the volumetric efficiency in the engine room can be improved by, for example, a configuration in which a plurality of generators 4a of 2000 kW are installed. In the past, large generators (with an output of 10,000 kW level) were installed, so the installation location in the engine room was limited. On the other hand, the electric propulsion ship 1a has a configuration in which a plurality of medium-sized generators 4a (with an output of, for example, 2000 kW level) are installed, so that the degree of freedom of installation location is improved. Moreover, since the weight per generator is reduced, the usage amount of the reinforcing member necessary for the hull can be suppressed. As a result, the construction cost of the ship can be reduced and the construction period can be further shortened.

第2に、二次電池11を設置する構成により、電気推進船1aに設置すべき発電機4aの出力合計を抑制することができる。これは、モータ2a及び船内負荷10に必要となる電力量が増加した場合、二次電池11からも電力を供給することができるためである。   2ndly, the structure which installs the secondary battery 11 can suppress the output total of the generator 4a which should be installed in the electric propulsion ship 1a. This is because power can be supplied also from the secondary battery 11 when the amount of power required for the motor 2a and the inboard load 10 increases.

なお、前述の発電機の大きさ、出力等は、載貨重量トン数が56000トン程度の貨物船を想定しているが、本発明は上記の実施例に限られない。電気推進船の規模に応じて、発電機の最大出力、発電する電気の電圧を任意に決定することができる。   In addition, although the magnitude | size, output, etc. of the above-mentioned generator assume the cargo ship whose loading weight tonnage is about 56000 tons, this invention is not limited to said Example. Depending on the scale of the electric propulsion ship, the maximum output of the generator and the voltage of electricity to be generated can be arbitrarily determined.

1、1a 電気推進船
2、2a 推進用電動機(モータ)
3、3a 推進用プロペラ
4、4a 発電機
5、5a 低周波数回路
6 通常回路
7、7a 周波数及び電圧変換器
9 直流回路
10 船内負荷
11 二次電池
1, 1a Electric propulsion ship 2, 2a Electric motor for propulsion (motor)
3, 3a Propeller 4 for propulsion, 4a Generator 5, 5a Low frequency circuit 6 Normal circuit 7, 7a Frequency and voltage converter 9 DC circuit 10 Inboard load 11 Secondary battery

Claims (4)

推進用プロペラを駆動する推進用電動機と、発電機を有する電気推進船において、
数の発電機と、この発電機に接続される低周波数回路と、この低周波数回路に周波数制御装置を介して接続される前記推進用電動機と、前記発電機と前記周波数制御装置との間の前記周波数回路に周波数及び電圧変換器を介して接続される通常回路と、この通常回路に接続される船内負荷とを有し、
前記発電機は、回転数が一定となる状態に制御され、発電する交流電流の周波数が0Hzより小さくなるように制御される構成を有することを特徴とする電気推進船。
In an electric propulsion ship having a propulsion motor that drives a propeller for propulsion and a generator,
Between the multiple generators, the low-frequency circuit connected to the generator, and the propulsion motor, which is connected via the frequency control device in this low-frequency circuit, and said power generator and said frequency control device A normal circuit connected to the frequency circuit via a frequency and voltage converter, and an inboard load connected to the normal circuit ,
The generator is controlled to a state where the rotation speed is constant, electric propulsion ship characterized by having a configuration in which the frequency of the alternating current generator is controlled to be less than 5 0 Hz.
前記周波数及び電圧変換器が、前記発電機から出力される電気を変換し、前記通常回路を流れる電気の電圧440V、波数60Hz又は50Hzとする請求項1に記載の電気推進船。 The frequency and voltage converter, the converted electrical output from the generator, the normal 440V voltage of electricity flowing through the circuit, electrical propulsion boat according to frequency to claim 1, 60Hz or 50 Hz. 前記発電機が発電する交流電流の周波数が、10Hz以上45Hz以下である求項1又は2に記載の電気推進船。 Wherein the frequency of the alternating current generator is power generation, electric propulsion boat as claimed in Motomeko 1 or 2 is 10Hz or 45Hz or less. 前記低周波数回路前記通常回路の間に接続される二つの前記周波数及び電圧変換器と、この二つの周波数及び電圧変換器を互いに接続する直流回路と、この直流回路に接続される二次電池とを有し、
前記二次電池は、前記推進用電動機および前記船内負荷の負荷の大きさに応じて前記周波数及び電圧変換器を介して前記低周波数回路または前記通常回路に電気を供給する請求項1〜3のいずれかに記載の電気推進船。
The two frequency and voltage converters connected between the low frequency circuit and the normal circuit , a direct current circuit connecting the two frequency and voltage converters to each other, and a secondary connected to the direct current circuit A battery,
The said secondary battery supplies electricity to the said low frequency circuit or the said normal circuit via the said frequency and voltage converter according to the magnitude | size of the load of the said propulsion motor and the said ship load. An electric propulsion ship according to any one of the above.
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