JP5961734B1 - Shaft drive power generation system - Google Patents

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

【課題】発電モードから電気推進モードへ、あるいは、その逆へのモード切替えに要する時間を短縮する。【解決手段】主機エンジン11、主機クラッチ12を介して連結される推進用プロペラ14及び軸発13、軸発13と船内母線24との間の電力周波数を変換する他励式電力変換器15、及び他励式電力変換器15と船内母線24とに無効電力を供給する同期調相機17を有する。主機クラッチ12で主機エンジン11を推進用プロペラ14に連結し軸発13の出力電力を船内母線24へ供給する発電モードから、主機クラッチ12で主機エンジン11を推進用プロペラ14から切り離し軸発13を駆動する電気推進モードへ、又は電気推進モードから発電モードへ切替える場合、同期調相機17を船内母線24に接続して駆動させた状態で軸発13の出力がゼロになったことを確認し当該モードの切替えを行う。【選択図】図1To reduce the time required for mode switching from a power generation mode to an electric propulsion mode or vice versa. SOLUTION: A main engine 11, a propeller 14 and a shaft 13 connected via a main clutch 12, a separately-excited power converter 15 for converting a power frequency between the shaft 13 and the inboard bus 24, and A synchronous phase adjuster 17 that supplies reactive power to the separately excited power converter 15 and the inboard bus 24 is provided. The main engine 11 is disconnected from the propeller 14 by the main clutch 12 from the power generation mode in which the main engine 11 is connected to the propeller 14 by the main clutch 12 and the output power of the shaft 13 is supplied to the inboard bus 24. When switching to the electric propulsion mode to be driven or from the electric propulsion mode to the power generation mode, confirm that the output of the shaft generator 13 becomes zero when the synchronous phase adjuster 17 is connected to the inboard bus 24 and driven. Switch the mode. [Selection] Figure 1

Description

この発明は、船舶内の軸駆動発電システムに関する。   The present invention relates to a shaft drive power generation system in a ship.

船舶内の軸駆動発電システムに関し、軸駆動発電機が発電した電力を船内母線に供給するための種々の技術が提案されている。   Various technologies for supplying electric power generated by an axial drive generator to an inboard bus have been proposed for an axial drive power generation system in a ship.

例えば、特許文献1は、軸駆動発電システムに高調波抑制装置として二重巻線交流リアクトルを適用する技術について開示している。特許文献1の技術は、軸駆動発電機が発電した電力を電力変換器で周波数変換した際に生じる高調波が船内母線へ流出することを抑制可能としている。   For example, Patent Literature 1 discloses a technique in which a double-winding AC reactor is applied as a harmonic suppression device to an axial drive power generation system. The technique of Patent Document 1 can suppress the harmonics generated when the power generated by the shaft-driven generator is frequency-converted by the power converter from flowing out to the inboard bus.

特許文献2は、軸駆動発電システムにおける外部からの励磁電源を直流バッテリからの初期励磁のみとし、その他の励磁電源を全て軸駆動発電機の出力から供給する技術について開示している。特許文献2の技術は、船内母線喪失時においても軸駆動発電機を非常用発電機として使用可能としている。   Patent Document 2 discloses a technique in which the excitation power from the outside in the shaft drive power generation system is only the initial excitation from the DC battery, and all other excitation power is supplied from the output of the shaft drive generator. The technique of patent document 2 makes it possible to use the shaft drive generator as an emergency generator even when the inboard bus is lost.

また、主機エンジン故障を想定し、軸駆動発電機を推進電動機として使用する軸駆動発電システムについても、種々の技術が提案されている。軸駆動発電機を推進電動機として使用する軸駆動発電システムでは、船内母線を介して供給される電力が電力変換器で周波数変換され、軸駆動発電機に供給される。これにより、主機エンジン故障時においても推進電動機によって推進力を得ることが可能である。   Various technologies have also been proposed for a shaft drive power generation system that uses a shaft drive generator as a propulsion motor assuming a main engine failure. In a shaft drive power generation system that uses a shaft drive generator as a propulsion motor, the power supplied via the inboard bus is frequency converted by the power converter and supplied to the shaft drive generator. Thus, it is possible to obtain a propulsive force by the propulsion motor even when the main engine fails.

特開2000−197269号公報JP 2000-197269 A 特開2006−166494号公報JP 2006-166494 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、従来の軸駆動発電システムは、以下のような点について検討の余地がある。   However, according to the study of the present inventor, the conventional shaft drive power generation system has room for study on the following points.

近年では、環境破壊への配慮から、船舶の排ガス規制が強化されることが予想されている。排ガス規制に対する対策として、船舶を運航する速度領域に応じて、主機エンジンによる推進と、軸駆動発電機を推進電動機として使用した電気推進による推進とを使い分けることが考えられる。一例としては、湾内のような低速度領域では主機エンジンを停止して船舶を電気推進させ、一定速度以上の中高速度領域では主機エンジンを駆動して主機エンジンで船舶を推進させることが考えられる。   In recent years, it is expected that the exhaust gas regulations for ships will be strengthened in consideration of environmental destruction. As countermeasures against exhaust gas regulations, it is conceivable to properly use propulsion by the main engine and propulsion by electric propulsion using the shaft drive generator as the propulsion motor according to the speed range in which the ship operates. As an example, it is conceivable to stop the main engine in a low speed region such as in a bay and electrically propel the ship, and drive the main engine in the middle and high speed region above a certain speed to propel the ship with the main engine.

ところで、軸駆動発電機は、主機エンジンで航行中は、“発電モード”で運転されており、軸駆動発電機を推進電動機として“電気推進モード”で使用するには、制御の切替えが必要となる。   By the way, the shaft-driven generator is operated in the “power generation mode” while navigating with the main engine, and control switching is required to use the shaft-driven generator in the “electric propulsion mode” as a propulsion motor. Become.

従来の発電モードから電気推進モードへの切替えは、主機エンジン故障時の運用を想定しているため、軸駆動発電システムを一旦停止させた後に、電気推進モードへ切替える手順となっている。したがって、従来の軸駆動発電システムでは、発電モードから電気推進モードへの切替え、あるいは、その逆へのモード切替えに、長時間を要し、その点について検討の余地がある。   Since switching from the conventional power generation mode to the electric propulsion mode is assumed to be performed when the main engine fails, the shaft drive power generation system is temporarily stopped and then switched to the electric propulsion mode. Therefore, in the conventional shaft drive power generation system, it takes a long time to switch from the power generation mode to the electric propulsion mode, or vice versa, and there is room for examination.

本発明が解決しようとする課題は、発電モードから電気推進モードへ、あるいは、その逆へのモード切替えに要する時間を短縮し得る軸駆動発電システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a shaft drive power generation system capable of shortening the time required for mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode or vice versa.

実施形態の軸駆動発電システムは、主機エンジンと、上記主機エンジンに主機クラッチを介して連結される推進用プロペラ及び軸駆動発電機兼推進電動機と、上記軸駆動発電機兼推進電動機と船内母線との間を接続し、その間の電力周波数を変換する他励式電力変換器と、上記他励式電力変換器と上記船内母線との間に接続され、上記他励式電力変換器及び上記船内母線に無効電力を供給する同期調相機とからなる軸駆動発電システムにおいて、上記主機クラッチで上記主機エンジンを上記推進用プロペラに連結し、上記軸駆動発電機兼推進電動機によって発電された出力電力を上記他励式電力変換器で上記船内母線の周波数に応じた電力に変換し上記船内母線へ供給する発電モードから、上記主機クラッチで上記主機エンジンを上記推進用プロペラから切り離し、上記船内母線の電力を上記他励式電力変換器で上記軸駆動発電機兼推進電動機の回転数指令値に応じた周波数の電力に変換し、上記軸駆動発電機兼推進電動機を駆動する電気推進モードへ、あるいは、上記電気推進モードから上記発電モードへ切替える場合に、上記同期調相機を上記船内母線に接続して駆動させた状態で、上記軸駆動発電機兼推進電動機の出力がゼロになったことを確認して当該モードの切替えを行うよう制御する。   The shaft drive power generation system of the embodiment includes a main engine, a propeller for propulsion and a shaft drive generator / propulsion motor coupled to the main engine through a main clutch, the shaft drive generator / propulsion motor, and an inboard bus. Are connected between the externally-excited power converter for converting the power frequency between them and the externally-excited power converter and the inboard bus, and the reactive power is supplied to the externally-excited power converter and the inboard bus. The main drive engine is connected to the propulsion propeller by the main engine clutch, and the output power generated by the shaft drive generator / propulsion motor is used as the separately excited power. The main engine is used for the propulsion by the main clutch from the power generation mode in which the converter converts the electric power according to the frequency of the inboard bus and supplies the electric power to the inboard bus. Disconnected from the lopeller, the power of the inboard bus is converted to power of the frequency according to the rotational speed command value of the shaft drive generator / propulsion motor by the separately excited power converter, and the shaft drive generator / propulsion motor is driven. When the electric propulsion mode is switched to or from the electric propulsion mode to the power generation mode, the output of the shaft drive generator / propulsion motor is output with the synchronous phase adjuster connected to the inboard bus and driven. After confirming that it has become zero, control is performed to switch the mode.

この発明の一実施形態に係る軸駆動発電システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the shaft drive electric power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the control part in the embodiment. 同実施形態における発電モードから電気推進モードへのモード切替えの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement of mode switching from the electric power generation mode in the same embodiment to an electric propulsion mode. 同実施形態における軸発運転開始/停止制御の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement of shaft start operation start / stop control in the embodiment. 同実施形態における電気推進モードから発電モードへのモード切替えの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the mode switching operation | movement from the electric propulsion mode to the electric power generation mode in the embodiment. 従来の軸駆動発電システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the conventional shaft drive electric power generation system. 同実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the control part in the embodiment. 同実施形態における発電モード制御演算回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the electric power generation mode control arithmetic circuit in the same embodiment. 同実施形態における電気推進モード制御演算回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an electric propulsion mode control arithmetic circuit in the embodiment. 同実施形態における発電モードから電気推進モードへのモード切替えの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement of mode switching from the electric power generation mode in the same embodiment to an electric propulsion mode. 同実施形態における軸発運転開始/停止制御の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement of shaft start operation start / stop control in the embodiment. 同実施形態におけるモード切替え許可制御の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the mode switching permission control in the same embodiment. 同実施形態におけるスイッチ切替え制御の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement of switch switching control in the embodiment. 同実施形態における電気推進モードから発電モードへのモード切替えの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the mode switching operation | movement from the electric propulsion mode to the electric power generation mode in the embodiment.

以下、一実施形態について図面を用いて説明するが、その前に、従来の軸駆動発電システムにおける発電モードと電気推進モードとの切替え制御について、構成例を示し説明する。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. Before that, a switching example between a power generation mode and an electric propulsion mode in a conventional shaft drive power generation system will be described with reference to a configuration example.

図6は、従来の軸駆動発電システムの構成の一例を示すブロック図である。軸駆動発電システム1は、主機エンジン11、主機クラッチ12、軸駆動発電機(SGS:Shaft Generator System)兼推進電動機(SGM:Shaft Generator Motor)13、推進用プロペラ14、他励式電力変換器15、二重巻線交流リアクトル16、同期調相機17、ポニーモータ18、ポニーモータ駆動用インバータ19、制御部20、遮断器21,22,23、船内母線24、船内ディーゼル発電機25、界磁巻線26,27、自動電圧調整器(AVR:Automatic Voltage Regulator)28,29、変圧器30,31、位置検出器32、及び回転数検出器33を備えている。なお、以下の説明において、軸駆動発電機兼推進電動機13は、軸発13と読替えるものとする。軸駆動発電システム1を発電モードで制御する場合は、主機クラッチ12で主機エンジン11と推進用プロペラ14及び軸発13を連結し、主機エンジン11により船舶を推進させると共に、軸発13によって発電された出力電力を他励式電力変換器15で周波数変換して船内母線24へ供給する。電気推進モードで制御する場合は、主機クラッチ12で主機エンジン11と軸発13とを切り離し、主機エンジン11を停止させると共に、他励式電力変換器15で船内母線24の電力を回転指令値に応じた周波数の電力に周波数変換して軸発13へ出力し、軸発13で推進用プロペラ14を駆動し、船舶を推進させる。   FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional shaft drive power generation system. The shaft drive power generation system 1 includes a main engine 11, a main clutch 12, a shaft generator (SGS) / propulsion motor (SGM) 13, a propeller 14 for propulsion, a separately excited power converter 15, Double winding AC reactor 16, synchronous phase adjuster 17, pony motor 18, pony motor driving inverter 19, control unit 20, circuit breakers 21, 22, 23, inboard bus 24, inboard diesel generator 25, field winding 26, 27, automatic voltage regulators (AVR) 28, 29, transformers 30, 31, a position detector 32, and a rotational speed detector 33. In the following description, the shaft drive generator / propulsion motor 13 is read as the shaft start 13. When the shaft drive power generation system 1 is controlled in the power generation mode, the main engine engine 11 is connected to the propulsion propeller 14 and the shaft generator 13 by the main engine clutch 12, and the main engine 11 is used to propel the ship. The output power is frequency-converted by the separately excited power converter 15 and supplied to the inboard bus 24. When controlling in the electric propulsion mode, the main engine engine 11 and the shaft generator 13 are disconnected by the main engine clutch 12, the main engine 11 is stopped, and the power of the inboard bus 24 is changed according to the rotation command value by the separately excited power converter 15. The frequency is converted into the power of the frequency and output to the shaft generator 13, and the propeller 14 is driven by the shaft generator 13 to propel the ship.

主機エンジン11は、通常は主機クラッチ12を介して軸発13及び推進用プロペラ14と連結されている。主機エンジン11は、船舶内におけるディーゼル機関等のエンジンであり、推進用プロペラ14を駆動させることで船舶を推進させる。主機エンジン11の故障が検知されると、船体操作盤34からの指令信号により主機クラッチ12を脱状態とする。これにより、主機エンジン11は、軸発13及び推進用プロペラ14から切り離される。   The main engine 11 is normally connected to a shaft 13 and a propeller 14 via a main clutch 12. The main engine 11 is an engine such as a diesel engine in the ship, and drives the ship by driving the propeller 14 for propulsion. When a failure of the main engine 11 is detected, the main engine clutch 12 is disengaged by a command signal from the hull operation panel 34. As a result, the main engine 11 is separated from the shaft generator 13 and the propeller 14 for propulsion.

軸発13は、発電モードでは、主機エンジン11から供給される軸トルクによって交流電力を発電し、その出力電力を他励式電力変換器15、二重巻線交流リアクトル16、同期調相機17、及び遮断器22を介して、最終的に船内母線24に供給する。また、電気推進モードでは、軸発13は、推進電動機として動作し、他励式電力変換器15を介して船内母線24から給電される電力で、推進用プロペラ14を駆動する。   In the power generation mode, the shaft generator 13 generates AC power by the shaft torque supplied from the main engine 11, and outputs the output power from the separately excited power converter 15, the double-winding AC reactor 16, the synchronous phase adjuster 17, and It is finally supplied to the inboard bus 24 via the circuit breaker 22. In the electric propulsion mode, the shaft generator 13 operates as a propulsion motor, and drives the propulsion propeller 14 with electric power supplied from the inboard bus 24 via the separately excited power converter 15.

なお、軸発13の界磁巻線26には、自動電圧調整器28が設けられ、軸発13の出力電圧を一定電圧に調整している。   Note that an automatic voltage regulator 28 is provided in the field winding 26 of the axis 13 to adjust the output voltage of the axis 13 to a constant voltage.

また、軸発13には、軸発13の回転子の位置を検出するための位置検出器32が設けられ、軸発13の回転子の位置の情報を位置検出信号NSGM0として検出し、制御部20に出力している。 Further, the axis generator 13 is provided with a position detector 32 for detecting the position of the rotor of the axis generator 13, and information on the position of the rotor of the axis generator 13 is detected as a position detection signal NSGM0 and controlled. To the unit 20.

また、軸発13と他励式電力変換器15との間の電路には、軸発13の出力電圧VSGを検出するための変圧器30が接続され、制御部20にその出力電力VSGを出力している。 A transformer 30 for detecting the output voltage V SG of the shaft generator 13 is connected to the electric circuit between the shaft generator 13 and the separately excited power converter 15, and the output power V SG is supplied to the control unit 20. Output.

他励式電力変換器15は、サイリスタコンバータ151及びサイリスタインバータ152を備えている。他励式電力変換器15は、軸発13と船内母線24との間の電路に接続され、制御部20からサイリスタゲートパルス(以下、ゲートパルスという。)を受信する。ここで、ゲートパルスは、サイリスタコンバータ151に入力されるコンバータゲートパルス、及びサイリスタインバータ152に入力されるインバータゲートパルスを含む。他励式電力変換器15は、受信したゲートパルスに基づき、他励式電力変換器15に入力される電力を周波数変換する。   The separately excited power converter 15 includes a thyristor converter 151 and a thyristor inverter 152. The separately excited power converter 15 is connected to an electric circuit between the shaft source 13 and the inboard bus 24 and receives a thyristor gate pulse (hereinafter referred to as a gate pulse) from the control unit 20. Here, the gate pulse includes a converter gate pulse input to the thyristor converter 151 and an inverter gate pulse input to the thyristor inverter 152. The separately excited power converter 15 converts the frequency of the power input to the separately excited power converter 15 based on the received gate pulse.

具体的には、発電モードでは、他励式電力変換器15は、軸発13によって発電された出力電力を受け、ゲートパルスに基づき、船内母線24の周波数に応じた周波数の電力に変換する。この場合、サイリスタコンバータ151は、制御部20から受信したコンバータゲートパルスに基づき、軸発13から送出された電力を直流電力に変換し、サイリスタインバータ152に送出する。サイリスタインバータ152は、制御部20から受信したインバータゲートパルスに基づき、サイリスタコンバータ151から送出された直流電力を船内母線24の周波数に応じた周波数の交流電力に変換し、船内母線24に出力する。   Specifically, in the power generation mode, the separately excited power converter 15 receives the output power generated by the shaft generator 13 and converts the output power into power having a frequency corresponding to the frequency of the inboard bus 24 based on the gate pulse. In this case, the thyristor converter 151 converts the power sent from the shaft generator 13 into DC power based on the converter gate pulse received from the control unit 20 and sends it to the thyristor inverter 152. The thyristor inverter 152 converts the DC power sent from the thyristor converter 151 into AC power having a frequency corresponding to the frequency of the inboard bus 24 based on the inverter gate pulse received from the control unit 20, and outputs it to the inboard bus 24.

また、電気推進モードでは、他励式電力変換器15は、船内母線24の電力を受け、ゲートパルスに基づき、図示しない軸発13の回転数指令値NSGM に応じた周波数の電力に変換し、軸発13へ出力する。この場合、サイリスタコンバータ151は、サイリスタインバータとして動作し、サイリスタインバータ152は、サイリスタコンバータとして動作する。すなわち、サイリスタコンバータとして動作するサイリスタインバータ152は、コンバータゲートパルスとして動作するインバータゲートパルスに基づき、船内母線24から送出された電力を直流電力に変換し、サイリスタインバータとして動作するサイリスタコンバータ151に送出する。サイリスタコンバータ151は、コンバータゲートパルスに基づき、サイリスタインバータ152から送出された直流電力を図示しない軸発13の回転数指令値NSGM に応じた周波数の交流電力に変換し、軸発13を駆動する。 In the electric propulsion mode, the separately excited power converter 15 receives the power from the inboard bus 24 and converts it into power having a frequency corresponding to the rotational speed command value NSGM r of the shaft generator 13 (not shown) based on the gate pulse. , Output to axis start 13. In this case, the thyristor converter 151 operates as a thyristor inverter, and the thyristor inverter 152 operates as a thyristor converter. That is, the thyristor inverter 152 that operates as a thyristor converter converts the power transmitted from the inboard bus 24 into DC power based on the inverter gate pulse that operates as a converter gate pulse, and transmits the DC power to the thyristor converter 151 that operates as a thyristor inverter. . The thyristor converter 151 converts the DC power sent from the thyristor inverter 152 into AC power having a frequency corresponding to the rotational speed command value NSGM r of the shaft generator 13 (not shown) based on the converter gate pulse, and drives the shaft generator 13. To do.

なお、サイリスタインバータ152と二重巻線交流リアクトル16との間の電路には、サイリスタインバータ152の交流電圧を検出するための変圧器31が接続され、制御部20にその検出電圧を出力している。   The transformer 31 for detecting the AC voltage of the thyristor inverter 152 is connected to the electric circuit between the thyristor inverter 152 and the double-winding AC reactor 16, and the detected voltage is output to the control unit 20. Yes.

同期調相機17は、他励式電力変換器15と船内母線24との間に設けられている二重巻線交流リアクトル16の中間タップに接続され、他励式電力変換器15及び船内母線24へ無効電力を供給する。また、同期調相機17は、二重巻線交流リアクトル16との組合せにより、他励式電力変換器15から出力される出力電圧の波形歪みを抑制する。   The synchronous phase adjuster 17 is connected to an intermediate tap of the double-winding AC reactor 16 provided between the separately excited power converter 15 and the inboard bus 24, and is disabled to the separately excited power converter 15 and the inboard bus 24. Supply power. In addition, the synchronous phase adjuster 17 suppresses waveform distortion of the output voltage output from the separately excited power converter 15 by combination with the double winding AC reactor 16.

なお、同期調相機17の界磁巻線27には、自動電圧調整器29が設けられ、同期調相機17の出力電圧を一定電圧に調整する。また、同期調相機17は、ポニーモータ18からトルクを供給されて、停止した状態から始動させることが可能である。なお、ポニーモータ18は、遮断器21を介して船内母線24に接続されたポニーモータ駆動用インバータ19によって駆動される。   The field winding 27 of the synchronous phase adjuster 17 is provided with an automatic voltage regulator 29 to adjust the output voltage of the synchronous phase adjuster 17 to a constant voltage. The synchronous phase adjuster 17 is supplied with torque from the pony motor 18 and can be started from a stopped state. The pony motor 18 is driven by a pony motor driving inverter 19 connected to the inboard bus 24 via a circuit breaker 21.

また、同期調相機17には、同期調相機17の回転速度を検出する回転数検出器33が設けられ、同期調相機の回転数NSCを制御部20に出力している。 Furthermore, the synchronous phase 17, the rotational speed detector 33 is provided for detecting the rotational speed of the synchronous phase 17, and outputs the rotational speed N SC of synchronous phase control unit 20.

なお、船内母線24には、遮断器23を介して船内ディーゼル発電機25が接続され、船内ディーゼル発電機25から出力電力が供給される。   The inboard diesel generator 25 is connected to the inboard bus 24 via the circuit breaker 23, and output power is supplied from the inboard diesel generator 25.

船体操作盤34は、船内を統括的に制御するための指令信号を送信する機能を有し、主配電盤等で構成される。船体操作盤34は、発電モードと電気推進モードとの相互のモード切替えに際して、制御部20に複数の指令信号を送信する。ここで、複数の指令信号は、軸発運転信号又は軸発停止信号(以下、軸発制御信号という。)、発電モード信号又は電気推進モード信号(以下、モード信号という。)を含む。また、複数の指令信号は、軸発13の回転数指令値NSGM 及び同期調相機17の回転数指令値NSC を含む。 The hull operation panel 34 has a function of transmitting a command signal for comprehensively controlling the inside of the ship, and includes a main switchboard and the like. The hull operation panel 34 transmits a plurality of command signals to the control unit 20 when switching between the power generation mode and the electric propulsion mode. Here, the plurality of command signals include a shaft start operation signal or a shaft start stop signal (hereinafter referred to as a shaft start control signal), a power generation mode signal or an electric propulsion mode signal (hereinafter referred to as a mode signal). Further, the plurality of command signals include a rotation speed command value N SGM r of the axis origin 13 and a rotation speed command value N SC r of the synchronous phase adjuster 17.

船体操作盤34は、主機エンジン11の故障を検知した場合、主機クラッチ12を脱状態として主機エンジン11を軸発13及び推進用プロペラ14から切り離すと共に、軸発制御信号、すなわち、軸発停止信号を制御部20へ出力し、他励式電力変換器15の制御を停止させる。その後、遮断器22を開き、同期調相機17を船内母線24から解列させ、発電モードを停止させる。そして、電気推進モードへ切替えて軸発13を推進電動機として駆動する場合は、ポニーモータ18を駆動して、停止した同期調相機17を再始動し、同期調相機17を船内母線24へ遮断器22を介して接続する。その後、軸発制御信号、すなわち、軸発運転信号を制御部20へ出力し、他励式電力変換器15を制御して、船内母線24の電力を軸発13の回転数指令値NSGM に応じた周波数の電力に変換し、軸発13を駆動する。 When the hull control panel 34 detects a failure of the main engine 11, the main engine clutch 12 is disengaged to disconnect the main engine 11 from the shaft generator 13 and the propulsion propeller 14, and an axis control signal, that is, an axis stop signal. Is output to the control unit 20 and the control of the separately excited power converter 15 is stopped. Thereafter, the circuit breaker 22 is opened, the synchronous phase adjuster 17 is disconnected from the inboard bus 24, and the power generation mode is stopped. When switching to the electric propulsion mode and driving the shaft generator 13 as a propulsion motor, the pony motor 18 is driven, the stopped synchronous phase adjuster 17 is restarted, and the synchronous phase adjuster 17 is disconnected to the inboard bus 24. 22 is connected. Thereafter, a shaft start control signal, that is, a shaft start operation signal is output to the control unit 20, and the separately-excited power converter 15 is controlled to change the power of the inboard bus 24 to the rotation speed command value NSGM r of the shaft start 13. The power is converted into electric power of the corresponding frequency, and the shaft generator 13 is driven.

制御部20は、発電モードから電気推進モードへのモード切替え、及び電気推進モードから発電モードへのモード切替えを制御する機能を有する。制御部20は、船体操作盤34から複数の指令信号を受信し、各部30,31,32,33から複数のセンサ情報をそれぞれ受信する。ここで、センサ情報は、位置検出器32から受信する位置検出信号NSGM0、回転数検出器33から受信する同期調相機回転数NSC、変圧器30から受信する軸発13の出力電圧VSG、及び変圧器31から受信するサイリスタインバータ152の交流電圧を含む。制御部20は、受信した各指令信号に基づいてゲートパルスを生成し、他励式電力変換器15に送信する。 The control unit 20 has a function of controlling mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode and mode switching from the electric propulsion mode to the power generation mode. The control unit 20 receives a plurality of command signals from the hull operation panel 34 and receives a plurality of sensor information from the respective units 30, 31, 32, and 33. Here, the sensor information includes the position detection signal N SGM0 received from the position detector 32, the synchronous phase adjuster rotation speed N SC received from the rotation speed detector 33, and the output voltage V SG of the shaft generator 13 received from the transformer 30. , And the AC voltage of the thyristor inverter 152 received from the transformer 31. The control unit 20 generates a gate pulse based on each received command signal and transmits the gate pulse to the separately excited power converter 15.

具体的に、制御部20は、図7に示す如く、軸発システム運転/停止切替え回路201、モード選択回路202、モード切替え許可回路203、回転数演算器204、発電モード制御演算回路205、電気推進モード制御演算回路206、及びゲート切替えスイッチ207,208を備えている。   Specifically, as shown in FIG. 7, the control unit 20 includes an axis system operation / stop switching circuit 201, a mode selection circuit 202, a mode switching permission circuit 203, a rotation speed calculator 204, a power generation mode control calculation circuit 205, A propulsion mode control arithmetic circuit 206 and gate changeover switches 207 and 208 are provided.

軸発システム運転/停止切替え回路201は、船体操作盤34から軸発制御信号、すなわち、軸発運転信号を受信した場合は、“1”を軸発判定信号として生成し、また、軸発停止信号を受信した場合は、“0”を軸発判定信号として生成する。軸発システム運転/停止切替え回路201は、この生成した軸発判定信号を発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206に出力する。   When the axis starting system operation / stop switching circuit 201 receives an axis starting control signal, that is, an axis starting operation signal from the hull operation panel 34, the axis starting system operation / stop switching circuit 201 generates “1” as an axis starting determination signal. When the signal is received, “0” is generated as the axis departure determination signal. The shaft start system operation / stop switching circuit 201 outputs the generated shaft start determination signal to the power generation mode control calculation circuit 205 and the electric propulsion mode control calculation circuit 206.

モード選択回路202は、船体操作盤34からモード信号、すなわち、発電モード信号、電気推進モード信号を受信し、当該モード信号に応じてモード判定信号を生成する。モード選択回路202は、発電モード信号を受信した場合は、“A”をモード判定信号として生成し、電気推進モード信号を受信した場合は、“B”をモード判定信号として生成する。モード選択回路202は、この生成したモード判定信号をゲート切替えスイッチ207,208に送信する。   The mode selection circuit 202 receives a mode signal, that is, a power generation mode signal and an electric propulsion mode signal from the hull operation panel 34, and generates a mode determination signal according to the mode signal. The mode selection circuit 202 generates “A” as a mode determination signal when receiving the power generation mode signal, and generates “B” as a mode determination signal when receiving the electric propulsion mode signal. The mode selection circuit 202 transmits the generated mode determination signal to the gate changeover switches 207 and 208.

モード切替え許可回路203は、変圧器30から軸発13の出力電圧VSGを受信し、回転数検出器33から同期調相機17の回転数NSCを受信する。モード切替え許可回路203は、同期調相機17及び軸発13の停止を確認した後、モード切替え許可信号を生成する。具体的には、モード切替え許可回路203は、同期調相機17の回転数NSCが“0”であり、かつ軸発13の出力電圧VSGが“0”である場合、モード切替え許可信号を生成し、ゲート切替えスイッチ207,208に送信する。 Mode switching permission circuit 203 receives the output voltage V SG of the shaft onset 13 from the transformer 30, receives the rotational speed N SC of synchronous phase 17 from the rotational speed detector 33. The mode switching permission circuit 203 generates a mode switching permission signal after confirming that the synchronous phase shifter 17 and the axis generator 13 are stopped. Specifically, the mode switching permission circuit 203, the rotational speed N SC of synchronous phase 17 is "0", and when the output voltage V SG of Jikuhatsu 13 is "0", the mode switching permission signal Generated and transmitted to the gate changeover switches 207 and 208.

回転数演算器204は、位置検出器32から位置検出信号NSGM0を受信して軸発13の回転位相および回転数NSGMを算出し、電気推進モード制御演算回路206に送信する。 The rotation speed calculator 204 receives the position detection signal N SGM0 from the position detector 32, calculates the rotation phase and rotation speed N SGM of the shaft source 13, and transmits them to the electric propulsion mode control calculation circuit 206.

発電モード制御演算回路205は、船体操作盤34から同期調相機17の回転数指令値NSC 、すなわち、同期調相機17が船内母線24の周波数に応じた回転数で回転する指令値と、回転数検出器33から検出される同期調相機17の回転数NSCと、軸発システム運転/停止切替え回路201から出力される軸発判定信号を受信し、軸発判定信号が“1”の場合は、回転数指令値NSC と回転数NSCとの差に応じたコンバータゲートパルス及びインバータゲートパルスを生成し、それぞれゲート切替えスイッチ207,208の端子“A”に送信する。具体的には、発電モード制御演算回路205は、図8に示すように、制御演算器2051、及びゲートパルス生成回路2052,2053を備え、回転数指令値NSC と回転数NSCとの差を制御演算器2051に入力して、制御演算器2051に軸発運転信号である“1”を受信すると、その差の大きさに応じた制御演算値β,β、すなわち、軸発13から出力される電力を変換し、その周波数が船内母線24の周波数と同じになるような演算値を算出し、制御演算値βをゲートパルス生成回路2052に、制御演算値βをゲートパルス生成回路2053にそれぞれ送信する。また、制御演算器2051は、軸発停止信号である“0”を受信すると、制御演算値β,βを演算せずに、それぞれのゲートパルス生成回路2052,2053は、ゲートパルスを生成しない。 The power generation mode control arithmetic circuit 205 is configured to output a rotation speed command value N SC r of the synchronous phase adjuster 17 from the hull operation panel 34, that is, a command value at which the synchronous phase shifter 17 rotates at a rotation speed corresponding to the frequency of the inboard bus 24. receives the rotational speed N SC of synchronous phase 17 which is detected from the rotational speed detector 33, the shaft onset determination signal output from the axis onset system start / stop switch circuit 201, the shaft onset determination signal is "1" In this case, a converter gate pulse and an inverter gate pulse corresponding to the difference between the rotation speed command value N SC r and the rotation speed N SC are generated and transmitted to the terminals “A” of the gate changeover switches 207 and 208, respectively. Specifically, as shown in FIG. 8, the power generation mode control arithmetic circuit 205 includes a control arithmetic unit 2051 and gate pulse generation circuits 2052 and 2053, and calculates the rotational speed command value N SC r and the rotational speed N SC . When the difference is input to the control calculator 2051 and the axis calculation operation signal “1” is received by the control calculator 2051, the control calculation values β 1 and β 2 corresponding to the magnitude of the difference, that is, the axis generator 13 converts the electric power output from 13, calculates a calculation value such that the frequency is the same as the frequency of the inboard bus 24, gates the control calculation value β 1 to the gate pulse generation circuit 2052, and gates the control calculation value β 2 Each is transmitted to the pulse generation circuit 2053. Further, when the control arithmetic unit 2051 receives “0” which is the axis start / stop signal, the gate pulse generation circuits 2052 and 2053 generate gate pulses without calculating the control calculation values β 1 and β 2. do not do.

電気推進モード制御演算回路206は、船体操作盤34から軸発13の回転数指令値NSGM と、回転数演算器204から出力される軸発13の回転数NSGMと、軸発システム運転/停止切替え回路201から出力される軸発判定信号とを受信し、軸発判定信号が“1”の場合は、回転数指令値NSGM と回転数NSGMとの差に応じたコンバータゲートパルス及びインバータゲートパルスを生成し、それぞれゲート切替えスイッチ207,208の端子“B”に送信する。具体的には、電気推進モード制御演算回路206は、図9に示すように、制御演算器2061、及びゲートパルス生成回路2062,2063を備え、回転数指令値NSGM と回転数NSGMとの差を制御演算器2061に入力して、軸発運転信号である“1”を受信すると、軸発13の回転数指令値NSGM と回転数NSGMとの差の大きさに応じた制御演算値β,β、すなわち、軸発13の回転数NSGMが回転数指令値NSGM となるように制御する演算値を算出し、制御演算値βをゲートパルス生成回路2062に、制御演算値βをゲートパルス生成回路2063にそれぞれ送信する。また、制御演算器2061は、軸発停止信号である“0”を受信すると、制御演算値β,βを演算せずに“0”を代入し、それぞれのゲートパルス生成回路2062,2063は、ゲートパルスを生成しない。 Electric propulsion mode control arithmetic circuit 206, a rotation speed command value N SGM r axis onset 13 from the hull operation panel 34, and the rotational speed N SGM axis onset 13 output from the rotation speed calculator 204, the shaft onset system operation When the axis departure determination signal is “1”, the converter gate corresponding to the difference between the rotation speed command value N SGM r and the rotation speed N SGM is received. A pulse and an inverter gate pulse are generated and transmitted to the terminals “B” of the gate changeover switches 207 and 208, respectively. Specifically, as shown in FIG. 9, the electric propulsion mode control calculation circuit 206 includes a control calculation unit 2061 and gate pulse generation circuits 2062 and 2063, and includes a rotation speed command value N SGM r and a rotation speed N SGM . enter the difference to the control arithmetic unit 2061, when receiving the "1" is an axis onset operation signal, depending on the magnitude of the difference between the rotational speed N SGM and the rotation speed command value N SGM r axis onset 13 Control calculation values β 3 and β 4 , that is, calculation values for controlling the rotation speed N SGM of the axis 13 to be the rotation speed command value N SGM r are calculated, and the control calculation value β 3 is calculated as a gate pulse generation circuit 2062. Then, the control calculation value β 4 is transmitted to the gate pulse generation circuit 2063, respectively. Further, when the control arithmetic unit 2061 receives “0” which is the axis start / stop signal, it substitutes “0” without calculating the control calculation values β 3 and β 4, and the gate pulse generation circuits 2062 and 2063, respectively. Does not generate a gate pulse.

ゲート切替えスイッチ207,208は、図示しないロック機構を備え、モード切替え許可回路203からモード切替え許可信号を受信すると、当該ロック機構を解除し、スイッチ切替えが実行できる状態となる。ゲート切替えスイッチ207,208がモード切替え許可信号を受信した状態で、それぞれモード選択回路202からモード判定信号、すなわち、発電モード信号である “A”を受信すると、端子“A”を閉に切替え、電気推進モード信号である“B”を受信すると、端子“B”を閉に切替える。   The gate changeover switches 207 and 208 are provided with a lock mechanism (not shown), and when the mode change permission signal is received from the mode change permission circuit 203, the lock mechanism is released and the switch change can be executed. When the gate changeover switches 207 and 208 receive the mode change permission signal and receive the mode determination signal from the mode selection circuit 202, that is, the power generation mode signal “A”, the terminal “A” is changed to the closed state. When the electric propulsion mode signal “B” is received, the terminal “B” is switched to the closed state.

これにより、ゲート切替えスイッチ207,208の端子“A”を介して発電モード制御演算回路205とサイリスタコンバータ151、サイリスタインバータ152とを接続し、端子“B”を介して電気推進モード制御演算回路206とサイリスタコンバータ151、サイリスタインバータ152とを接続する。   As a result, the power generation mode control arithmetic circuit 205, the thyristor converter 151, and the thyristor inverter 152 are connected via the terminal “A” of the gate changeover switches 207 and 208, and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206 is connected via the terminal “B”. Are connected to thyristor converter 151 and thyristor inverter 152.

また、ゲート切替えスイッチ207,208は、端子の開閉が切替えられると、自動的にスイッチ切替えをロックしてもよい。   Further, the gate changeover switches 207 and 208 may automatically lock the switch changeover when the opening / closing of the terminals is changed.

次に、以上のように構成された従来の軸駆動発電システム1のモード切替え動作について説明する。まず、発電モードから電気推進モードへのモード切替え動作について、図10乃至図14に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the mode switching operation of the conventional shaft drive power generation system 1 configured as described above will be described. First, the mode switching operation from the power generation mode to the electric propulsion mode will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

ステップST110において、船体操作盤34は、主機エンジン11に故障が発生したことを検知する。船体操作盤34は、主機クラッチ12を脱状態とし、主機エンジン11を軸発13及び推進用プロペラ14から切り離すと共に、ステップST120において、軸発停止信号を制御部20の軸発システム運転/停止切替え回路201に出力し、発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206の演算制御を止める軸発運転停止制御を行う。これにより、他励式電力変換器15は、電力変換機能を停止するので、ステップST130において、遮断器22を開とし、同期調相機17を遊転させ、停止させる。   In step ST110, the hull operating panel 34 detects that a failure has occurred in the main engine 11. The hull operating panel 34 disengages the main engine clutch 12 and disconnects the main engine 11 from the shaft generator 13 and the propeller propeller 14, and in step ST120, a shaft start signal is switched to start / stop the shaft generator system of the control unit 20. It outputs to the circuit 201, and the axis operation stop control for stopping the calculation control of the power generation mode control calculation circuit 205 and the electric propulsion mode control calculation circuit 206 is performed. As a result, the separately excited power converter 15 stops the power conversion function. Therefore, in step ST130, the circuit breaker 22 is opened, and the synchronous phase shifter 17 is idled and stopped.

軸発システム運転/停止切替え回路201は、図11に示すフローチャートにしたがい、ステップST131−ST132,ST134を実行する。   The axis originating system operation / stop switching circuit 201 executes steps ST131 to ST132 and ST134 in accordance with the flowchart shown in FIG.

ステップST131において、軸発停止信号が船体操作盤34から入力されると、ステップST132で、軸発運転信号でないと判定し(ST132;no)、ステップST134に進む。ステップST134は、軸発判定信号として“0”を生成し、発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206に送信(出力)する。発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206は、受信した軸発判定信号“0”に応じてゲートパルスを生成せず、他励式電力変換器15へのゲートパルス出力を停止する。これにより、他励式電力変換器15は、軸発13から出力される電力を周波数変換する機能を停止する。以上で、ステップST131−ST132,ST134の軸発運転停止制御が終了する。   In step ST131, when a shaft start stop signal is input from the hull operation panel 34, it is determined in step ST132 that the shaft start operation signal is not a shaft start operation signal (ST132; no), and the process proceeds to step ST134. In step ST134, “0” is generated as the axis departure determination signal, and is transmitted (output) to the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206. The power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206 do not generate a gate pulse in response to the received axis departure determination signal “0”, and stop the gate pulse output to the separately excited power converter 15. As a result, the separately excited power converter 15 stops the function of frequency-converting the power output from the shaft generator 13. Thus, the shaft operation stop control in steps ST131 to ST132 and ST134 is completed.

その後、図10のステップST140のモード切替え許可制御で軸発13の出力電圧がゼロとなったこと、同期調相機17の回転が停止していること、すなわち、発電モードから電気推進モードへ切替えても問題ないことを確認する。具体的には、図12に示すフローチャートにしたがい、ステップST141−ST143を実行する。   After that, the mode switching permission control in step ST140 of FIG. 10 indicates that the output voltage of the shaft generator 13 has become zero, the rotation of the synchronous phase shifter 17 has stopped, that is, the power generation mode is switched to the electric propulsion mode. Make sure there is no problem. Specifically, steps ST141 to ST143 are executed according to the flowchart shown in FIG.

ステップST141において、回転数検出器33から同期調相機17の回転数NSCを受信し、当該回転数NSCが“0”であるか否かを判定する。回転数NSCが“0”でない場合(ST141;no)、ステップST141に戻り、回転数NSCが“0”である場合(ST141;yes)、ステップST142に進む。 In step ST141, it receives the rotational speed N SC rotational speed detector 33 from the synchronous phase 17 and determines whether the rotational speed N SC is "0". If the rotational speed N SC is not "0"(ST141; no) , the process returns to step ST141, when the number of revolutions N SC is "0"(ST141; yes) , the process proceeds to step ST142.

ステップST142において、変圧器30から軸発13の出力電圧VSGを受信し、当該出力電圧VSGが“0”であるか否かを判定する。出力電圧VSGが“0”でない場合(ST142;no)、ステップST142に戻り、出力電圧VSGが“0”である場合(ST142;yes)、ステップST143に進む。ステップST143において、同期調相機17及び軸発13が停止したことを確認し、モード切替え許可信号を生成する。以上により、モード切替え許可回路203は、生成したモード切替え許可信号をゲート切替えスイッチ207,208に送信する。ゲート切替えスイッチ207,208は、受信したモード切替え許可信号に応じて、スイッチ切替えのロックを解除する。 In step ST142, the output voltage V SG of the shaft generator 13 is received from the transformer 30, and it is determined whether or not the output voltage V SG is “0”. If the output voltage V SG is not “0” (ST142; no), the process returns to step ST142. If the output voltage V SG is “0” (ST142; yes), the process proceeds to step ST143. In step ST143, it is confirmed that the synchronous phase shifter 17 and the axis generator 13 are stopped, and a mode switching permission signal is generated. As described above, the mode switching permission circuit 203 transmits the generated mode switching permission signal to the gate switching switches 207 and 208. The gate changeover switches 207 and 208 unlock the switch changeover according to the received mode change permission signal.

次に、図10のステップST150において、スイッチ切替え制御を実行する。具体的には、モード選択回路202が図13に示すフローチャートにしたがい、ステップST151−ST152,ST154を実行する。   Next, in step ST150 of FIG. 10, switch switching control is executed. Specifically, the mode selection circuit 202 executes steps ST151 to ST152 and ST154 according to the flowchart shown in FIG.

ステップST151において、モード信号として電気推進モード信号が船体操作盤34から入力されると、モード信号が発電モード信号でないと判定し(ST152;no)、ステップST154において、モード判定信号として“B”を生成し、ゲート切替えスイッチ207,208に送信(出力)する。この時、ゲート切替えスイッチ207,208は、モード切替え許可回路203Aからモード切替え許可信号を入力しており、スイッチ切替えのロックを解除しているので、ゲート切替えスイッチ207,208は、受信したモード判定信号に応じて、スイッチを“A”から“B”に切替える。以上で、ステップST151−ST152,ST154のスイッチ切替え制御が終了する。   If an electric propulsion mode signal is input from the hull operation panel 34 as a mode signal in step ST151, it is determined that the mode signal is not a power generation mode signal (ST152; no), and “B” is set as a mode determination signal in step ST154. It is generated and transmitted (output) to the gate changeover switches 207 and 208. At this time, since the gate changeover switches 207 and 208 receive the mode changeover permission signal from the mode changeover permission circuit 203A and release the switch changeover lock, the gate changeover switches 207 and 208 determine the received mode determination. The switch is switched from “A” to “B” in accordance with the signal. Thus, the switch switching control in steps ST151 to ST152 and ST154 is completed.

この状態で図10のステップST160に移り、船体操作盤34は、ポニーモータ18を駆動して、停止している同期調相機17を再始動させ、遮断器22を投入して同期調相機17を船内母線24に同期投入する。同期調相機17が同期投入に達したことを確認した後ステップST170において、船体操作盤34から軸発運転信号が軸発システム運転/停止切替え回路201へ出力され、図11に示すフローチャートにしたがい、ステップST131−ST133を実行する。   In this state, the process proceeds to step ST160 in FIG. 10, and the hull control panel 34 drives the pony motor 18 to restart the stopped synchronous phase adjuster 17 and turns on the circuit breaker 22 to activate the synchronous phase adjuster 17. Synchronously with the inboard bus 24. After confirming that the synchronous phase adjuster 17 has reached synchronous input, in step ST170, a shaft operation signal is output from the hull control panel 34 to the shaft system operation / stop switching circuit 201, and according to the flowchart shown in FIG. Steps ST131 to ST133 are executed.

ステップST131において、軸発運転信号が入力されると、ステップST132において、軸発制御信号が軸発運転信号であると判定し(ST132;yes)、ステップST133から、軸発判定信号である “1”を発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206に送信する。これにより、発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206は、それぞれ同期調相機17の回転数指令値NSC とその回転数NSC、軸発13の回転数指令値NSGM とその回転数NSGMの差に応じた制御信号を、それぞれゲート切替えスイッチ207,208へ出力する。ゲート切替えスイッチ207,208は、モード選択回路202からの信号により、それぞれ“B” に切替わっているので、電気推進モード制御演算回路206の制御信号を他励式電力変換器15へ出力し、軸発13を、回転数指令値NSGM となるように駆動を開始する。以上により、発電モードから電気推進モードへのモード切替えが完了する。 In step ST131, when a shaft start operation signal is input, in step ST132, it is determined that the shaft start control signal is a shaft start operation signal (ST132; yes), and from step ST133, the shaft start determination signal is “1”. "Is transmitted to the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206. As a result, the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206 cause the rotation speed command value N SC r of the synchronous phase shifter 17 and its rotation speed N SC , and the rotation speed command value N SGM r of the shaft start 13 and a control signal corresponding to the difference between the rotational speed N SGM, and outputs to each gate selector switch 207, 208. Since the gate change-over switches 207 and 208 are each switched to “B” by the signal from the mode selection circuit 202, the control signal of the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206 is output to the separately excited power converter 15, and the shaft Driving is started so that the rotation 13 becomes the rotation speed command value N SGM r . The mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode is thus completed.

次に、電気推進モードから発電モードへのモード切替え動作について図14に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the mode switching operation from the electric propulsion mode to the power generation mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップST210において、船体操作盤34から軸発停止信号が軸発システム運転/停止切替え回路201へ出力されると、図11のフローチャートにしたがって軸発運転停止制御が開始され、軸発システム運転/停止切替え回路201から、発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206へ、それぞれ“0”を出力してゲートパルスの生成を停止し、軸発13の回転を停止させる。その後、ステップST220において、船体操作盤34からの指示によって遮断器22を開き、同期調相機17を遊転、停止させる。   In step ST210, when a shaft start / stop signal is output from the hull control panel 34 to the shaft start system operation / stop switching circuit 201, shaft start operation stop control is started according to the flowchart of FIG. “0” is output from the switching circuit 201 to the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206, respectively, to stop the generation of the gate pulse and to stop the rotation of the shaft generator 13. Thereafter, in step ST220, the circuit breaker 22 is opened by an instruction from the hull operation panel 34, and the synchronous phase adjuster 17 is idled and stopped.

次に、図14のステップST230のモード切替え許可制御を行い、軸発13の出力電圧がゼロになったこと、同期調相機17の回転が停止していること、すなわち、電気推進モードから発電モードへ切替えても問題ないことを確認し、ゲート切替えスイッチ207,208のロックを解除する。   Next, the mode switching permission control in step ST230 of FIG. 14 is performed, that the output voltage of the shaft generator 13 has become zero, that the rotation of the synchronous phase adjuster 17 has stopped, that is, from the electric propulsion mode to the power generation mode. After confirming that there is no problem in switching to, the gate switches 207 and 208 are unlocked.

モード選択回路202は、図14のステップST240において、スイッチ切替え制御を実行する。具体的には、図13に示すフローチャートにしたがい、モード判定信号として“A”を生成し、ゲート切替えスイッチ207,208に送信(出力)する。この時、ゲート切替えスイッチ207,208は、モード切替え許可回路203Aからモード切替え許可信号を入力しており、スイッチ切替えのロックを解除しているので、ゲート切替えスイッチ207,208は、受信したモード判定信号に応じて、スイッチを“B”から“A”に切替える。   The mode selection circuit 202 executes switch switching control in step ST240 of FIG. Specifically, according to the flowchart shown in FIG. 13, “A” is generated as a mode determination signal and transmitted (output) to the gate changeover switches 207 and 208. At this time, since the gate changeover switches 207 and 208 receive the mode changeover permission signal from the mode changeover permission circuit 203A and release the switch changeover lock, the gate changeover switches 207 and 208 determine the received mode determination. The switch is switched from “B” to “A” according to the signal.

これと共に、図14のステップST250において、船体操作盤34は、ポニーモータ18を駆動して、停止している同期調相機17を再始動させ、遮断器22を投入して同期調相機17を船内母線24に同期投入する。   At the same time, in step ST250 of FIG. 14, the hull operating panel 34 drives the pony motor 18 to restart the stopped synchronous phase adjuster 17, and turns on the circuit breaker 22 to put the synchronous phase adjuster 17 inboard. Synchronized with the bus 24.

ステップST260において、船体操作盤34は、主機クラッチ12を連結させ、主機エンジン11を駆動させる。これにより軸発13は、主機エンジン11の回転数に応じた周波数の電力を他励式電力変換器15へ出力する。   In step ST260, the hull operating panel 34 connects the main engine clutch 12 to drive the main engine 11. As a result, the shaft generator 13 outputs power having a frequency corresponding to the rotational speed of the main engine 11 to the separately excited power converter 15.

この状態で、ステップST270において、船体操作盤34から軸発開始信号が軸発システム運転/停止切替え回路201へ出力されると、図11のフローチャートが実行され、発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206から、それぞれゲート切替えスイッチ207,208へ制御信号が出力される。ゲート切替えスイッチ207,208は、モード選択回路202からの信号により、それぞれ“A”に切替わっているので、発電モード制御演算回路205の制御信号を他励式電力変換器15へ出力し、軸発13の出力電力を周波数変換して船内母線24の周波数になるよう、すなわち、同期調相機17の回転数Nscを回転数指令値NSC となるように駆動を開始する。以上により、電気推進モードから発電モードへのモード切替えが完了する。 In this state, when a shaft start signal is output from the hull control panel 34 to the shaft start system operation / stop switching circuit 201 in step ST270, the flowchart of FIG. 11 is executed, and the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion circuit 205 are driven. A control signal is output from the mode control arithmetic circuit 206 to the gate changeover switches 207 and 208, respectively. Since the gate change-over switches 207 and 208 are each switched to “A” by the signal from the mode selection circuit 202, the control signal of the power generation mode control arithmetic circuit 205 is output to the separately excited power converter 15 to The drive is started so that the frequency of the output power of 13 is converted to the frequency of the inboard bus 24, that is, the rotational speed N sc of the synchronous phase adjuster 17 becomes the rotational speed command value N SC r . This completes the mode switching from the electric propulsion mode to the power generation mode.

このように従来の軸駆動発電システムは、発電モードから電気推進モードへ、あるいは、電気推進モードから発電モードへ切替えるときに、システム全体を一旦停止してモード切替えを行っており、スムーズな切替えが行えず、時間がかかっていた。   As described above, in the conventional shaft drive power generation system, when switching from the power generation mode to the electric propulsion mode, or from the electric propulsion mode to the power generation mode, the entire system is temporarily stopped and the mode is switched, so that smooth switching is possible. I couldn't do it and it took time.

(一実施形態)
本発明は、このような軸駆動発電システムを短時間に、しかも、スムーズに発電モードから電気推進モードへ、あるいは、その逆へ切替えるようにしたもので、その構成の一例を説明する。図1は、本実施形態に係る軸駆動発電システム1の構成の一例を示すブロック図で、図6に示す従来の軸駆動発電システム1と比較して、制御部20Aのみが異なっている。したがって、以下では、図6と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる機能について主に述べる。
(One embodiment)
In the present invention, such a shaft drive power generation system is configured to switch smoothly from the power generation mode to the electric propulsion mode or vice versa in a short time, and an example of the configuration will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the shaft drive power generation system 1 according to the present embodiment, and only the control unit 20A is different from the conventional shaft drive power generation system 1 shown in FIG. Therefore, in the following, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different functions are mainly described.

図2は、本実施形態に係る制御部20Aの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る制御部20Aは、発電モードから電気推進モードへのモード切替えをする場合、または電気推進モードから発電モードへのモード切替えをする場合、同期調相機17を船内母線24に接続して駆動させたまま、軸発13の出力電圧VSGが“0”であることを確認したうえで、モード切替えを行う機能を付加したものである。すなわち、本実施形態に係る制御部20Aの構成は、図7に示す従来の制御部20と比較して、モード切替え許可回路を203Aとする点と、このモード切替え許可回路203Aに同期調相機17の回転数NSCの信号が入力されない点が異なっており、その他の点については、同様の構成である。したがって、以下では、図7に示す従来の制御部20と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる機能について主に述べる。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the control unit 20A according to the present embodiment. The control unit 20A according to the present embodiment connects the synchronous phase shifter 17 to the inboard bus 24 when switching the mode from the power generation mode to the electric propulsion mode, or when switching the mode from the electric propulsion mode to the power generation mode. The function of switching the mode is added after confirming that the output voltage V SG of the shaft generator 13 is “0”. That is, the configuration of the control unit 20A according to the present embodiment is such that the mode switching permission circuit is 203A compared to the conventional control unit 20 shown in FIG. and different in that the signal of the rotational speed N SC of is not input, the other points, the same configuration. Therefore, in the following, the same parts as those of the conventional control unit 20 shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different functions are mainly described.

モード切替え許可回路203Aは、変圧器30からの軸発13の出力電圧VSGのみを受信する。モード切替え許可回路203Aは、軸発13の出力電圧VSGが“0”である場合、モード切替え許可信号をゲート切替えスイッチ207,208に送信する。すなわち、モード切替え許可回路203Aは、モード切替え許可制御において、同期調相機17の停止を確認する手順を実行することなく、モード切替え許可信号を生成する機能を有する。 The mode switching permission circuit 203A receives only the output voltage V SG of the shaft generator 13 from the transformer 30. When the output voltage V SG of the axis generator 13 is “0”, the mode switching permission circuit 203A transmits a mode switching permission signal to the gate switching switches 207 and 208. That is, the mode switching permission circuit 203A has a function of generating a mode switching permission signal without executing a procedure for confirming the stop of the synchronous phase adjuster 17 in the mode switching permission control.

船体操作盤34は、主機エンジン11の故障を検知しない場合においても、主機クラッチ12を脱状態として主機エンジン11を切り離すと共に、制御部20Aにモード切替え指令信号を送信する機能を有する。なお、船体操作盤34は、モード切替えに際し、遮断器22を閉としたまま、モード切替え指令信号を制御部20Aに送信する。   The hull operation panel 34 has a function of disconnecting the main engine 11 by disengaging the main engine clutch 12 and transmitting a mode switching command signal to the control unit 20A even when a failure of the main engine 11 is not detected. It should be noted that the hull operation panel 34 transmits a mode switching command signal to the control unit 20A while keeping the circuit breaker 22 closed at the time of mode switching.

次に、以上のように構成された本実施形態に係る軸駆動発電システム1のモード切替え動作について説明する。なお、モード切替え動作時、主機エンジン11に故障は発生しておらず、軸駆動発電システム1は、発電モードで通常運航中であるとする。まず、発電モードから電気推進モードへのモード切替え動作について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the mode switching operation of the shaft drive power generation system 1 according to the present embodiment configured as described above will be described. It is assumed that no failure has occurred in the main engine 11 during the mode switching operation, and the shaft drive power generation system 1 is in normal operation in the power generation mode. First, the mode switching operation from the power generation mode to the electric propulsion mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

船体操作盤34からのモード切替え指令信号を受け、ステップST310において、主機クラッチ12を脱状態とし、主機エンジン11を軸発13及び推進用プロペラ14から切り離す。この時、船体操作盤34は、遮断器22を閉としたままの状態を保ち、同期調相機17は、船内母線24に接続されて駆動したままの状態である。   In response to the mode switching command signal from the hull operating panel 34, the main engine clutch 12 is disengaged in step ST310, and the main engine 11 is disconnected from the shaft generator 13 and the propeller 14 for propulsion. At this time, the hull operation panel 34 keeps the circuit breaker 22 closed, and the synchronous phase adjuster 17 remains connected to the inboard bus 24 and driven.

ステップST320において、制御部20Aは、軸発運転停止制御を実行する。具体的には、軸発システム運転/停止切替え回路201は、図11に示すフローチャートにしたがい、ステップST131−ST134を実行し、“0”を、それぞれ発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206へ出力する。これにより、他励式電力変換器15は、電力変換機能を停止し、発電モードを停止する。なお、軸発運転停止制御の動作は、従来と同様のため、説明を省略する。   In step ST320, the control unit 20A performs shaft operation stop control. Specifically, the axis generation system operation / stop switching circuit 201 executes steps ST131 to ST134 according to the flowchart shown in FIG. 11, and sets “0” to the power generation mode control calculation circuit 205 and the electric propulsion mode control calculation, respectively. Output to the circuit 206. As a result, the separately excited power converter 15 stops the power conversion function and stops the power generation mode. Note that the operation of the shaft operation stop control is the same as the conventional one, and the description thereof is omitted.

ステップST330において、制御部20Aは、モード切替え許可制御を実行する。具体的には、モード切替え許可回路203Aは、図4に示すフローチャートにしたがい、ステップST331−ST332を実行する。   In step ST330, the control unit 20A executes mode switching permission control. Specifically, mode switching permission circuit 203A executes steps ST331 to ST332 according to the flowchart shown in FIG.

モード切替え許可回路203Aは、ステップST331において、変圧器30から受信した軸発13の出力電圧VSGが“0”であるか否かを判定する。モード切替え許可回路203Aは、出力電圧VSGが“0”でない場合(ST331;no)、ステップST331に戻り、出力電圧VSGが“0”である場合(ST331;yes)、ステップST332に進む。 In step ST331, the mode switching permission circuit 203A determines whether or not the output voltage V SG of the shaft generator 13 received from the transformer 30 is “0”. When the output voltage V SG is not “0” (ST331; no), the mode switching permission circuit 203A returns to step ST331, and when the output voltage V SG is “0” (ST331; yes), the mode switching permission circuit 203A proceeds to step ST332.

ステップST332において、モード切替え許可回路203Aは、軸発13の出力電圧VSGが“0”であることを確認し、ゲート切替えスイッチ207,208にモード切替え許可信号を送信する。ゲート切替えスイッチ207,208は、受信したモード切替え許可信号に応じて、スイッチ切替えのロックを解除する。以上で、ステップST331−ST332のモード切替え許可制御が終了する。 In step ST332, the mode switching permission circuit 203A confirms that the output voltage V SG of the axis generator 13 is “0”, and transmits a mode switching permission signal to the gate switching switches 207 and 208. The gate changeover switches 207 and 208 unlock the switch changeover according to the received mode change permission signal. This completes the mode switching permission control in steps ST331 to ST332.

図3のステップST340において、制御部20Aは、スイッチ切替え制御を実行する。具体的には、モード選択回路202は、図13に示すフローチャートにしたがい、ステップST151−ST154を実行し、“B”を出力する。この時、ゲート切替えスイッチ207,208は、モード切替え許可回路203Aからモード切替え許可信号を入力しており、スイッチ切替えのロックを解除している。これにより、ゲート切替えスイッチ207,208は、“B”へ切替わる。なお、スイッチ切替え制御の動作は、従来と同様のため、説明を省略する。   In step ST340 of FIG. 3, the control unit 20A executes switch switching control. Specifically, the mode selection circuit 202 executes steps ST151 to ST154 according to the flowchart shown in FIG. 13, and outputs “B”. At this time, the gate changeover switches 207 and 208 receive a mode changeover permission signal from the mode changeover permission circuit 203A and release the switch changeover lock. As a result, the gate changeover switches 207 and 208 are switched to “B”. Note that the operation of the switch switching control is the same as in the prior art, and thus the description thereof is omitted.

ステップST350において、制御部20Aは、軸発運転開始制御を実行する。具体的には、軸発システム運転/停止切替え回路201は、図11に示すフローチャートにしたがい、ステップST131−ST133を実行し、“1”を、それぞれ発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206へ出力する。なお、軸発運転開始制御の動作は、従来の実施形態と同様の動作のため、説明を省略する。   In step ST350, the control unit 20A executes axial operation start control. Specifically, the axis start system operation / stop switching circuit 201 executes steps ST131 to ST133 according to the flowchart shown in FIG. 11, and sets “1” to the power generation mode control calculation circuit 205 and the electric propulsion mode control calculation, respectively. Output to the circuit 206. In addition, since the operation | movement of axial operation start control is the operation | movement similar to the conventional embodiment, description is abbreviate | omitted.

以上により、他励式電力変換器15へは、ゲート切替えスイッチ207,208の端子“B”を介して、電気推進モード制御演算回路206から軸発13の回転数指令値NSGM と回転数NSGMとの差に応じた制御信号が出力され、軸発13は、他励式電力変換器15によって、軸発13の回転数指令値NSGM に応じた回転数で、電動機として運転を開始し、同期調相機17を船内母線24に接続して駆動させたままの状態で、発電モードから電気推進モードへのモード切替えが完了する。 As described above, the separately-excited power converter 15 is connected to the rotational speed command value N SGM r and the rotational speed N from the electric propulsion mode control arithmetic circuit 206 via the terminal “B” of the gate changeover switches 207 and 208. A control signal corresponding to the difference from the SGM is output, and the shaft generator 13 starts operating as a motor at a rotational speed corresponding to the rotational speed command value N SGM r of the shaft generator 13 by the separately excited power converter 15. The mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode is completed with the synchronous phase shifter 17 connected to the inboard bus 24 and driven.

次に、電気推進モードから発電モードへのモード切替え動作について図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the mode switching operation from the electric propulsion mode to the power generation mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

船体操作盤34は、モード切替え指令信号を制御部20Aに送信する。この時、船体操作盤34は、遮断器22を閉としたままの状態を保ち、同期調相機17は、船内母線24に接続されて駆動したままの状態である。   The hull operating panel 34 transmits a mode switching command signal to the control unit 20A. At this time, the hull operation panel 34 keeps the circuit breaker 22 closed, and the synchronous phase adjuster 17 remains connected to the inboard bus 24 and driven.

ステップST410において、制御部20Aは、軸発運転停止制御を実行する。具体的には、軸発システム運転/停止切替え回路201は、図11に示すフローチャートにしたがい、ステップST131−ST132,ST134を実行し、“0”を、それぞれ発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206へ出力する。これにより、他励式電力変換器15は、電力変換機能を停止し、電気推進モードが停止する。なお、軸発運転停止制御の動作は、従来と同様のため、説明を省略する。   In step ST410, the control unit 20A executes the shaft start operation stop control. Specifically, the axis starting system operation / stop switching circuit 201 executes steps ST131 to ST132 and ST134 according to the flowchart shown in FIG. 11, and sets “0” to the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode, respectively. Output to the control arithmetic circuit 206. As a result, the separately excited power converter 15 stops the power conversion function and the electric propulsion mode stops. Note that the operation of the shaft operation stop control is the same as the conventional one, and the description thereof is omitted.

図5のステップST420において、制御部20Aは、モード切替え許可制御を実行する。モード切替え許可制御の動作は、本実施形態に係る発電モードから電気推進モードへのモード切替えにおける図4のステップST331−ST332と同じであり、軸発13の出力電圧が“0”であることを確認してモード切替え許可信号をゲート切替えスイッチ207,208へ送信し、スイッチ切替えのロックを解除する。   In step ST420 of FIG. 5, the control unit 20A executes mode switching permission control. The operation of the mode switching permission control is the same as steps ST331 to ST332 in FIG. 4 in the mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode according to the present embodiment, and the output voltage of the shaft source 13 is “0”. After confirmation, a mode change permission signal is transmitted to the gate changeover switches 207 and 208, and the switch change lock is released.

ステップST430において、制御部20Aは、スイッチ切替え制御を実行する。具体的には、モード選択回路202は、図13に示すフローチャートにしたがい、ステップST151−ST153を実行し、“A”を出力する。この時、ゲート切替えスイッチ207,208は、モード切替え許可回路203Aからモード切替え許可信号を入力しており、スイッチ切替えのロックを解除している。これにより、ゲート切替えスイッチ207,208は、“A”へ切替わる。なお、スイッチ切替え制御の動作は、従来と同様のため、説明を省略する。   In step ST430, the control unit 20A executes switch switching control. Specifically, the mode selection circuit 202 executes steps ST151 to ST153 and outputs “A” according to the flowchart shown in FIG. At this time, the gate changeover switches 207 and 208 receive a mode changeover permission signal from the mode changeover permission circuit 203A and release the switch changeover lock. As a result, the gate changeover switches 207 and 208 are switched to “A”. Note that the operation of the switch switching control is the same as in the prior art, and thus the description thereof is omitted.

ステップST440において、船体操作盤34は、主機クラッチ12を連結させ、主機エンジン11で軸発13と推進用プロペラ14を駆動させる。これにより、軸発13は、主機エンジン11の回転数に応じた周波数の電力を他励式電力変換器15へ出力する。   In step ST440, the hull operating panel 34 connects the main engine clutch 12, and the main engine 11 drives the shaft generator 13 and the propeller 14 for propulsion. As a result, the shaft generator 13 outputs power of a frequency corresponding to the rotational speed of the main engine 11 to the separately excited power converter 15.

ステップST450において、制御部20Aは、軸発運転開始制御を実行する。軸発運転開始制御の動作は、発電モードから電気推進モードへのモード切替えにおける図11のステップST131−ST133と同じであり、“1”をそれぞれ発電モード制御演算回路205及び電気推進モード制御演算回路206へ出力する。   In step ST450, the control unit 20A executes axial operation start control. The operation of the shaft start operation start control is the same as steps ST131 to ST133 in FIG. 11 in the mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode, and “1” is set to the power generation mode control arithmetic circuit 205 and the electric propulsion mode control arithmetic circuit, respectively. It outputs to 206.

以上により、他励式電力変換器15へは、ゲート切替えスイッチ207,208の端子“A”を介して、発電モード制御演算回路205から同期調相機17の回転数指令値NSC と実際の回転数NSCとの差に応じた制御信号が出力され、同期調相機17が回転数指令値NSC に応じた回転数で回転、すなわち、軸発13の出力電力を船内母線24の周波数となるように変換して船内母線24へ電力が供給され、電気推進モードから発電モードへのモード切替えが完了する。 As described above, the rotational speed command value N SC r of the synchronous phase shifter 17 and the actual rotation are supplied from the power generation mode control arithmetic circuit 205 to the separately excited power converter 15 via the terminals “A” of the gate changeover switches 207 and 208. control signal corresponding to the difference between the number N SC is output, rotated at a rotational speed which the synchronous phase 17 corresponding to the rotational speed command value N SC r, i.e., the frequency of the ship bus 24 the output power of the shaft onset 13 Thus, the power is supplied to the inboard bus 24 and the mode switching from the electric propulsion mode to the power generation mode is completed.

上述したように、一実施形態によれば、制御部20Aは、発電モードから電気推進モードへ、または電気推進モードから発電モードへモード切替えを制御する場合、同期調相機17を船内母線24に接続して駆動させたままの状態で、軸発13の出力電圧がゼロになったことを確認して当該モード切替えを行うよう制御するようにしている。これにより、従来において必要とされた同期調相機17の停止、再始動、及び同期投入の手順を廃することができる。したがって、本実施形態によれば、発電モードから電気推進モードへのモード切替えに要する時間を短縮することができる。   As described above, according to the embodiment, the control unit 20A connects the synchronous phase shifter 17 to the inboard bus 24 when controlling the mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode or from the electric propulsion mode to the power generation mode. In this state, it is confirmed that the output voltage of the shaft generator 13 has become zero, and control is performed so as to perform the mode switching. As a result, the procedure for stopping, restarting, and synchronizing the synchronous phase adjuster 17 required in the prior art can be eliminated. Therefore, according to this embodiment, the time required for mode switching from the power generation mode to the electric propulsion mode can be shortened.

補足すると、船体操作盤34は、主機エンジン11の故障の検知のみをモード切替えの条件としない。このため、船体操作盤34は、同期調相機17を停止させることなく、モード切替えを実行することができる。また、船体操作盤34は、遮断器22を閉とした状態でモード切替え指令信号を制御部20Aに送信することができる。   Supplementally, the hull operating panel 34 does not use only the detection of a failure of the main engine 11 as a condition for mode switching. For this reason, the hull operating panel 34 can execute mode switching without stopping the synchronous phase adjuster 17. Further, the hull operating panel 34 can transmit a mode switching command signal to the control unit 20A with the circuit breaker 22 closed.

なお、本発明の一実施形態を説明したが、一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。 このように、一実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。一実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although an embodiment of the present invention has been described, the embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. As described above, the embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. An embodiment and its modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.

1…軸駆動発電システム、11…主機エンジン、12…主機クラッチ、13…軸駆動発電機兼推進電動機(軸発)、14…推進用プロペラ、15…他励式電力変換器、16…二重巻線交流リアクトル、17…同期調相機、18…ポニーモータ、19…ポニーモータ駆動用インバータ、20,20A…制御部、21,22,23…遮断器、24…船内母線、25…船内ディーゼル発電機、26,27…界磁巻線、28,29…自動電圧調整器、30,31…変圧器、32…位置検出器、33…回転数検出器、34…船体操作盤、151…サイリスタコンバータ、152…サイリスタインバータ、201…軸発システム運転/停止切替え回路、202…モード選択回路、203,203A…モード切替え許可回路、204…回転数演算器、205…発電モード制御演算回路、206…電気推進モード制御演算回路、207,208…ゲート切替えスイッチ、2051,2061…制御演算器、2052,2053,2062,2063…ゲートパルス生成回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft drive power generation system, 11 ... Main engine, 12 ... Main machine clutch, 13 ... Shaft drive generator and propulsion motor (shaft generation), 14 ... Propeller for propulsion, 15 ... Separately excited power converter, 16 ... Double winding Line AC reactor, 17 ... Synchronous phase adjuster, 18 ... Pony motor, 19 ... Inverter for driving pony motor, 20, 20A ... Control unit, 21, 22, 23 ... Circuit breaker, 24 ... Inboard bus, 25 ... Inboard diesel generator , 26, 27 ... field windings, 28, 29 ... automatic voltage regulator, 30, 31 ... transformer, 32 ... position detector, 33 ... rotational speed detector, 34 ... hull operation panel, 151 ... thyristor converter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 152 ... Thyristor inverter, 201 ... Axis origin system operation / stop switching circuit, 202 ... Mode selection circuit, 203, 203A ... Mode switching permission circuit, 204 ... Rotational speed calculator, 205 Power mode control arithmetic circuit, 206 ... electric propulsion mode control calculation circuit, 207, 208 ... gate selector switch, 2051,2061 ... control calculator, 2052,2053,2062,2063 ... gate pulse generation circuit.

Claims (1)

主機エンジンと、前記主機エンジンに主機クラッチを介して連結される推進用プロペラ及び軸駆動発電機兼推進電動機と、前記軸駆動発電機兼推進電動機と船内母線との間を接続し、その間の電力周波数を変換する他励式電力変換器と、前記他励式電力変換器と前記船内母線との間に接続され、前記他励式電力変換器及び前記船内母線に無効電力を供給する同期調相機とからなる軸駆動発電システムにおいて、
前記主機クラッチで前記主機エンジンを前記推進用プロペラに連結し、前記軸駆動発電機兼推進電動機によって発電された出力電力を前記他励式電力変換器で前記船内母線の周波数に応じた電力に変換し前記船内母線へ供給する発電モードから、前記主機クラッチで前記主機エンジンを前記推進用プロペラから切り離し、前記船内母線の電力を前記他励式電力変換器で前記軸駆動発電機兼推進電動機の回転数指令値に応じた周波数の電力に変換し、前記軸駆動発電機兼推進電動機を駆動する電気推進モードへ、あるいは、前記電気推進モードから前記発電モードへ切り替える場合に、前記同期調相機を前記船内母線に接続して駆動させた状態で、前記軸駆動発電機兼推進電動機の出力電圧がゼロになったことを確認して当該モード切替えを行う
ことを特徴とする軸駆動発電システム。
A main engine, a propeller for propulsion and a shaft drive generator / propulsion motor coupled to the main engine via a main clutch, and a connection between the shaft drive generator / propulsion motor and the inboard bus, and electric power therebetween A separately-excited power converter that converts a frequency, and a synchronous phase shifter that is connected between the separately-excited power converter and the inboard bus and supplies reactive power to the separately-excited power converter and the inboard bus. In the shaft drive power generation system,
The main engine engine is connected to the propeller for propulsion by the main engine clutch, and the output power generated by the shaft drive generator / propulsion motor is converted to electric power according to the frequency of the inboard bus by the separately excited power converter. From the power generation mode supplied to the inboard bus, the main engine is disconnected from the propeller for propulsion by the main clutch, and the shaft drive generator / propulsion motor rotational speed command is transmitted from the separately driven power converter to the power of the inboard bus. When converting to electric propulsion mode for driving the shaft-driven generator / propulsion motor, or when switching from the electric propulsion mode to the power generation mode, the synchronous phase adjuster is converted to electric power of a frequency according to the value. Check that the output voltage of the shaft-driven generator / propulsion motor has become zero in the state of being connected and driven, and perform the mode switching. Axis drive power generating system, characterized in that.
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