JP6004047B1 - 電気推進システムの運転方法および運転装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】２系統の給電電路を独立して給電する動作であっても、２つの電池電圧にアンバランスが発生しないようにする制御を実現し、各電池の独立給電動作から並列給電動作に移行する際に、両電池電圧のアンバランスに起因する突入電流を抑制する電気推進システムを提供する。【解決手段】充電可能な電池からなる２台の電池電源1,2と、機械的に同軸結合された２台の推進電動機13,14と、各推進電動機にそれぞれ給電する２台の電力変換器9,10と、電池電源と電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路Ｌ1，Ｌ2と、この２系統間の開閉を行うスイッチ装置3,4とを含む電気推進システムの制御方法において、電池の独立給電動作で推進電動機を起動し、各電力変換器の受電電圧に差があるときは、この電圧差をなくなるように両推進電動機の負荷分担を補正して運転し、電圧差がなくなってから、両電池電源を並列給電状態にして運転する。【選択図】図１
Description
この発明は、充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機にそれぞれ給電する２台の電力変換器と、電池電源と電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、電池電源の独立給電動作および並列給電動作の切り替えを可能にすべく２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転方法および運転装置に関する。
この種の電気推進システムは、船舶の推進用プロペラを駆動する電気駆動推進装置として公知である（例えば、特許文献１参照）。この場合、２台の電池電源は、利用効率を高くするため、並列接続して給電を行う方法が一般的である。
２台の電池電源を並列接続して給電を行う場合は、２台の電池電源が並列接続されているから、電池電源相互の電圧のアンバランスは発生し難い。しかし両電池電源を並列接続するスイッチをオフした場合は、各推進電動機には、それぞれ付設の電力変換器を介して、付設の電池電源から互いに独立して給電されるため、電池電源相互の電圧にアンバランスが発生することが想定される。
電池電源の電圧にアンバランスが発生した場合、両給電電路を並列接続するために並列接続スイッチを投入すると、電池電源電圧の差によって突入電流が発生する。この突入電流を制限するのは、電池内部抵抗と電路抵抗の和である。
しかし、大容量電気推進システムでは、使用される大容量電池の内部抵抗は極めて小さく、また、大電流を通電すべき給電電路の抵抗も極めて小さいことから、電池電源電圧の差が僅かであっても莫大な突入電流が流れて電池へ障害を与え、かつ、給電電路に配置した保護装置が作動して、電源喪失状態を引き起こすなどの障害を発生することが予想される。
また、２台の推進電動機は、同軸上に配置されていると、回転速度は等しく制御されるため、並列給電運転の場合は、２台の電池電源の電圧が等しいので、２台の推進電動機が同じ大きさであれば、２台の推進電動機の出力は同一となる。しかし、独立給電運転の場合に、両電池電源の電圧に電圧差が生じると、２台の推進電動機は出力を同じにするため、電圧が高い側の電池電源の電流は小さく、電圧が低い側の電池電源の電流は大きくなる。
この状態が継続すると２台の推進電動機は、出力を維持するため、電流が大きく電圧が低い側の電池電源は、増々放電電流が増加して電池の充電量（ＡＨ）の低下がより大きくなり、電流が小さく電圧が高い側の電池電源は、放電電流の差により電池の充電量（ＡＨ）の低下が、電流が大きく電圧が低い側の電池より小さくなる。このため、電池の充電量（ＡＨ）の格差が拡大して両電池電源の電圧差がさらに大きくなる。
さらに、両電池電源間の充電量（ＡＨ）のアンバランスは、電池電源の総和の充電量（ＡＨ）の低下を招くだけでなく、充電時間差の拡大や電池特性および電池寿命の劣化など、電池の性能に大きな悪影響を与えることになる。
この発明の課題は、前記した問題を解決するため、２台の電池電源に電圧差（電圧アンバランス）があっても２台の推進電動機を円滑に起動でき、かつ、２台の電池電源間に発生した電圧アンバランスを早急に解消して、より早く２台の電池電源の並列給電への移行を実現することにより、電池の充電量（ＡＨ）の低下や電池特性および電池寿命の劣化を抑制して、電池電源の利用効率を高めることのできる電気推進システムの運転方法および運転装置を提供することにある。
この課題は、方法の発明によれば、充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転方法において、
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両電池電源の電圧差を検出するとともに、前記両推進電動機の入力電流の電流差を検出し、前記電圧差が所定値以上ある場合は、この電圧差が前記所定値未満となるまで、前記電流差に応じて、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を低減して、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機が、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機よりも負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記各推進電動機を運転し、前記両電池電源の電圧差が解消されたところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することにより解決される（請求項１の発明）。
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両電池電源の電圧差を検出するとともに、前記両推進電動機の入力電流の電流差を検出し、前記電圧差が所定値以上ある場合は、この電圧差が前記所定値未満となるまで、前記電流差に応じて、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を低減して、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機が、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機よりも負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記各推進電動機を運転し、前記両電池電源の電圧差が解消されたところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することにより解決される（請求項１の発明）。
また、この課題は、この発明の別の方法によれば、充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転方法において、
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両推進電動機へ入力される入力電流の電流差を検出し、所定値以上の電流差がある場合は、この電流差が解消されるまで、前記電流差に応じて、前記入力電流が小さい方の推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記入力電流が大きい方の推進電動機の入力電流を低減して、前記入力電流の大きい方の推進電動機が、入力電流の小さい方の推進電動機よりもさらに負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記両推進電動機を運転し、前記両入力電流の電流差が解消されたところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することにより解決することができる（請求項２の発明）。
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両推進電動機へ入力される入力電流の電流差を検出し、所定値以上の電流差がある場合は、この電流差が解消されるまで、前記電流差に応じて、前記入力電流が小さい方の推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記入力電流が大きい方の推進電動機の入力電流を低減して、前記入力電流の大きい方の推進電動機が、入力電流の小さい方の推進電動機よりもさらに負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記両推進電動機を運転し、前記両入力電流の電流差が解消されたところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することにより解決することができる（請求項２の発明）。
また、請求項１または２の発明おいて、前記２台の推進電動機の入力電流の電流差に所定の電流値を加えた増量補正値に応じて、前記入力電流の補正を行うようにしてもよい（請求項３の発明）。
請求項１ないし３の何れかの発明において、前記各推進電動機の負荷分担の補正制御で、２台の推進電動機のうち、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の運転を停止して、電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機だけで負荷を分担するように補正すると、電池電源電圧の均圧時間を短縮することができる（請求項４の発明）
請求項１ないし４の何れかの発明において、前記各推進電動機の負荷分担の補正制御の際、前記各推進電動機への指令速度の上限を定格速度の９０％に制限すれば、推進電動機の出力が上限に達して補正動作ができなくなることを回避することができる（請求項５の発明）。
請求項１ないし４の何れかの発明において、前記各推進電動機の負荷分担の補正制御の際、前記各推進電動機への指令速度の上限を定格速度の９０％に制限すれば、推進電動機の出力が上限に達して補正動作ができなくなることを回避することができる（請求項５の発明）。
請求項１ないし４の何れかの発明において、補正制御の際、推進電動機の速度を定格速度の８０％に制限すれば、電圧の高い側を片側推進電動機の上限(50％)と同じ出力にでき、もう一方の電圧の低い側は停止にできる。このようにすれば、より早く電圧アンバランスを解消することができる（請求項６の発明）。
前記課題は、装置の発明では、充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転装置において、
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記各電池電源の電圧を相互に比較して電圧差を求める電圧差検出手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電圧差検出手段により所定値以上の電圧差が検出されたとき、前記電流差検出手段によって検出された電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担を、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電圧差検出手段により所定値以下の電圧差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることによって解決する(請求項７の発明)。
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記各電池電源の電圧を相互に比較して電圧差を求める電圧差検出手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電圧差検出手段により所定値以上の電圧差が検出されたとき、前記電流差検出手段によって検出された電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担を、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電圧差検出手段により所定値以下の電圧差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることによって解決する(請求項７の発明)。
また、前記課題は、装置の発明の別の発明によれば、充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転装置において、
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電流差検出手段により所定値以上の電流差が検出されたとき、前記電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、入力電流の小さい方の推進電動機の負荷分担を、入力電流の大きい方の推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電流差検出手段により所定値以下の電流差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることにより解決することができる（請求項８の発明）。
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電流差検出手段により所定値以上の電流差が検出されたとき、前記電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、入力電流の小さい方の推進電動機の負荷分担を、入力電流の大きい方の推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電流差検出手段により所定値以下の電流差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることにより解決することができる（請求項８の発明）。
さらに、請求項７または８の発明において、電流差に応じた補正量に所定の増量補正値を加算して、補正量の増量を行うようにしてもよい（請求項９の発明）。
本発明の運転方法によれば、電気推進システムの起動時は、各電池電源を独立給電動作とし、起動後も独立給電動作を継続する中で、両電力変換器の受電電圧を検出して両電圧に差があれば、両電池電源間の電圧差を抑制するために、電圧が高い側の電池電源に接続された推進電動機の電流が、電圧が低い側の電池電源に接続された推進電動機の電流より大きくなるように負荷分担の補正制御を行う。
これによって、２台の電池電源の独立給電状態において、両電源の電圧に電圧差がある場合、これを早急に収めて、２台の電池電源の電圧を一致させ、電池電圧アンバランスをなくすことができるので、この後に、２つの電池電源間の並列接続スイッチを投入して並列給電動作へ移行する際に、突入電流なしで移行することができる。
また、本発明の方法によれば、２系統の電池電源を有する電気推進システムにおいて、２系統の電池電源を独立給電状態にして起動するので、電池電源の電圧にアンバランスがあっても各推進電動機を円滑に起動することができる。
負荷分担の調整の際は、受電電圧が高い側では入力電流を増大し、受電電圧が低い側では入力電流を低減することにより、２台の推進電動機の負荷分担を制御するので、短時間で両者の受電電圧を互いに等しい電圧に収束させることができ、また、機械的に結合された２台の推進電動機の合計出力の変化を抑制し、回転速度を維持することができる。その際に生じ得る速度の誤差は、この種の電気推進システムで通常設けられている回転速度フィードバック制御系によって除去することができる。
本発明による制御装置においても、本発明による制御方法に対応した効果を奏することができる。
以下において、図面に示す本発明による実施例を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による電気推進システムの運転装置の第１の実施例を示すブロック構成図である。
図１に示すように、この電気推進システムは、充電可能な電池Ｂ１、Ｂ２からなる２台の電池電源１、２と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機１３、１４と、各推進電動機１３、１４のそれぞれに給電する電力を制御する２台の電力変換器９、１０と、電池電源１、２と電力変換器９、１０との間にそれぞれ設けられた２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２と、電池電源１、２の独立給電動作および並列給電動作を可能にすべく給電電路Ｌ１、Ｌ２に設けられたスイッチ装置とから構成されている。このスイッチ装置は、ここでは、電池電源１側の給電電路Ｌ１に配置されたスイッチ３と、電池電源２側の給電電路Ｌ２に配置されたスイッチ４と、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２の間に配置された並列接続スイッチ１７とから構成されている。
この電気推進システムは、例えば船舶の推進用プロペラＰを駆動する２台の推進電動機１３、１４を有する船舶用電気推進システムとして構成されており、一般に、ここでは図示されていないが、更に、電池電源１、２の電池を充電するための２台の充電用発電機と、電池電源１、２からそれぞれ給電される２系統の補機系統を装備している。
両推進電動機１３、１４は、互いに機械的に結合されており、特に付属する回転速度検出器１５と共に、共通の推進用プロペラＰを駆動する駆動軸１６にて結合されている。各推進電動機１３、１４は、３相誘導電動機または３相同期電動機等の交流電動機で構成されている。各推進電動機１３、１４へ給電する電力を制御する電力変換器９、１０は、例えばＩＧＢＴからなる３相ＰＷＭインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２として構成することができる。両電力変換器９、１０の直流入力側には、それぞれ入力電流検出器７、８が設けられ、両電力変換器９、１０の交流出力側には、それぞれ出力電流検出器１１、１２が設けられている。各電力変換器９、１０が電池電源１、２から受電する受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２は、それぞれ電圧検出器５、６によって検出される。
電力変換器９、１０を介して推進電動機１３、１４の回転速度を制御するために、各推進電動機１３、１４に付属した速度制御部ＣＴ１、ＣＴ２が設けられている。この速度制御部ＣＴ1、ＣＴ２は、速度調節器２１、２２を備え、両速度調節器２１、２２に対して共通の回転速度設定器２０が設けられている。速度調節器２１、２２は、入力点ａにおいて、回転速度設定器２０から速度制限器３０を介して加わる共通な速度指令信号Ｎｓと、回転速度検出器１５からの回転速度検出信号Ｎｉとを比較して、推進電動機１３、１４の回転速度のフィードバック制御を行う。速度調節器２１、２２は、入力点ａでの比較結果により得た回転速度制御偏差に例えば比例積分演算を施して電力変換器９、１０への入力電流指令信号Ｉｓ１、Ｉｓ２を発生する。
これらの信号Ｉｓ１、Ｉｓ２は、入力点ｂ１、ｂ２から電流制限器３９、４０によって、上限を入力電流制限設定器４１、４２で設定された電流制限値ＩｓＬ１、ＩｓＬ２に制限されてから、入力電流指令信号ＩｓＥ１、ＩｓＥ２として、入力電流調節器４３、４４の入力点ｂ３、ｂ４に導かれる。入力電流調節器４３、４４は、入力点ｂ３、ｂ４において、入力電流指令信号ＩｓＥ１、ＩｓＥ２と、入力電流検出器７、８からの入力電流検出信号ＩＭ１、ＩＭ２とを比較することにより、電力変換器９、１０の入力電流のフィードバック制御を行う。入力電流調節器４３、４４の後段には、更に出力電流調節器４５、４６を設けることができる。
出力電流調節器４５、４６は、入力点ｂ５、ｂ６において、入力電流調節器４３、４４の出力信号ＩｓＭ１、ＩｓＭ２を出力電流指令信号として受け取って、出力電流検出器１１、１２からの出力電流検出信号Ｉｍ１、Ｉｍ２と比較し、その偏差に応じた制御指令ＳＩＶ1、ＳＩＶ２を発生して電力変換器９、１０へ与え、出力電流のフィードバック制御を行う。
電力変換器９、１０は、この制御指令ＳＩＶ1、ＳＩＶ２に基づいて推進電動機１３、１４に供給する出力電流Ｉｍ１、Ｉｍ２を制御するので、推進電動機１３、１４の回転速度Ｎｉが、回転速度設定器２０で設定された設定速度Ｎｓとなるように制御される。
この発明による運転方法を実現するために、それぞれ電流補正部３１、３２が付設されている。電流補正部３１、３２は、増量補正指令の有無によって、両系統の電流差ΔＩＭに基づく通常補正値、または、この通常補正値に電流増量補正設定器３３、３４で設定された増量補正値を加算して増量された補正値を補正出力信号ＩＭＥ1、ＩＭＥ２として出力する。この補正出力信号ＩＭＥ１、ＩＭＥ２は、入力点ｂ１、ｂ２において、速度調節器２１、２２からの入力電流指令信号Ｉｓ１、Ｉｓ２に加算されて、入力電流調節器４３、４４への入力電流指令信号を補正する。
このような電流指令の補正を行うために、２系統の給電系統Ｌ１、Ｌ２の電流検出器７、８で検出される入力電流ＩＭ１、ＩＭ２を相互に比較して両者の電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）を求める電流差検出器２６と、電圧検出器５、６で検出した両系統の電圧ＶＭ１とＶＭ２を比較して両者の電圧差ΔＶ（＝ＶＭ１−ＶＭ２）を求め、この電圧差が所定値以上のとき、電池電源１、２の電圧差を示す電圧差信号ｓ６を発生する電圧差検出器３６が設けられている。
電圧差信号ｓ６は、電気推進システムの全体の運転制御および監視、表示を行う制御装置３７に加えられる。
制御装置３７には、その他に入力信号として運転指令スイッチ５１、補正モード選択スイッチ３５および推進電動機停止選択スイッチ４７から、それぞれ運転指令信号ｓ１、補正モード選択信号ｓ２および停止選択信号ｓ３が加えられる。
運転指令スイッチ５１は、「運転」位置で運転指令信号ｓ１を「運転」にし、「停止」位置でこれを「停止」にする。
補正モード選択スイッチ３５は、負荷分担補正制御を行う際に、通常補正量で補正する「通常補正モード」と、この通常補正量に一定値の増量補正量を加算して補正量を増量して補正を行う「増量補正モード」とを選択する選択スイッチである。この選択スイッチ３５は「増量補正」位置で補正モード選択信号ｓ２を「増量補正モード」にし、「通常補正」位置でこれを「通常補正モード」にする。
推進電動機停止選択スイッチ４７は、負荷分担補正制御の際に、２台の推進電動機の両方を運転したまま補正制御を行うか、２台の推進電動機の一方の運転を停止して補正制御を行うかを選択するもので、「Ｍ１」または「Ｍ２」位置で、運転を停止する電動機を選択すると、選択信号ｓ３が「Ｍ１停止」または「Ｍ２停止」となり、「切」位置でこれらが解除される。
さらに、負荷分担補正制御中に、推進電動機の回転速度を制限して補正範囲内に収めるために、速度制限部３０と、この速度制限部３０に制限指令を与える速度制限判別部２８、２９が設けられる。
まず、このように構成された電気推進システムのこの発明による運転方法を説明する前に、この発明の動作の概念を、図３および図４を参照して説明する。
図３に示すように、２系統の給電電路Ｌ１とＬ２の間の並列接続スイッチ１７を「開」（オフ）にして各電池電源１、２から独立して給電している状態として、同軸上に配置した２台の推進電動機Ｍ１、Ｍ２は、速度制御部ＣＴ１、ＣＴ２より、回転速度検出器１５からフィードバックされる推進電動機の回転速度検出値Ｎｉが、回転速度設定器２０で設定された速度指令値Ｎｓと等しくなるように電力変換器９、１０を介してフィードバック制御が行われる。
このため、推進電動機Ｍ１の出力Ｐ１と推進電動機Ｍ２の出力Ｐ２の合計出力ＰΣ（＝Ｐ１＋Ｐ２）によって推進用プロペラＰが駆動される。
各推進電動機１３（Ｍ１）、１４（Ｍ２）の出力Ｐ１、Ｐ２は
Ｐ１＝ＶＭ１×ＩＭ１×η・・・（１）
Ｐ２＝ＶＭ２×ＩＭ２×η・・・（２）
で示される。ここで、ＶＭ１、ＶＭ２は電力変換器９、１０の受電電圧、ＩＭ１、ＩＭ２は電力変換器９、１０の入力電流、ηは各系統の電力変換器と推進電動機との総合効率である。
Ｐ１＝ＶＭ１×ＩＭ１×η・・・（１）
Ｐ２＝ＶＭ２×ＩＭ２×η・・・（２）
で示される。ここで、ＶＭ１、ＶＭ２は電力変換器９、１０の受電電圧、ＩＭ１、ＩＭ２は電力変換器９、１０の入力電流、ηは各系統の電力変換器と推進電動機との総合効率である。
推進電動機１３（Ｍ１）、１４（Ｍ２）が同一容量で、電力変換器９、１０の受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２が等しい場合は、両入力電流ＩＭ１、ＩＭ２は等しく、両電池の放電電流ＩＢ１、ＩＢ２も等しくなるので両電池電源１、２間の電圧差は発生し難くなる。
しかし、図示しない補機動力の消費電力差、電池の特性差などによって電池電源の電圧ＶＢ１、ＶＢ２間に電圧差が発生し、推進装置（電力変換器と推進電動機）の受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２に電圧差が発生する。これにより次の（３）、（４）式で示される電動機電流ＩＭ１、ＩＭ２にも電流差が発生する。
ＩＭ１＝（Ｐ１÷ＶＭ１）÷η・・・（３）
ＩＭ２＝（Ｐ２÷ＶＭ２）÷η・・・（４）
推進電動機１３、１４は、図1、図３に示すように回転速度が、フィードバック制御により指令された速度に保たれているから、推進電動機１３、１４の出力Ｐ１、Ｐ２は等しく、両受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２に電圧差が発生すれば両電動機の入力電流に差が生じる。
ＩＭ２＝（Ｐ２÷ＶＭ２）÷η・・・（４）
推進電動機１３、１４は、図1、図３に示すように回転速度が、フィードバック制御により指令された速度に保たれているから、推進電動機１３、１４の出力Ｐ１、Ｐ２は等しく、両受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２に電圧差が発生すれば両電動機の入力電流に差が生じる。
例えば、両受電電圧がＶＭ１＞ＶＭ２の場合でも、両推進電動機１３、１４の出力Ｐ１、Ｐ２は等しいのであるから、電圧が高い電池電源１側の電力変換器９の入力電流ＩＭ１は電圧が高い分小さく、電圧が低い電池電源２側の電力変換器１０の入力電流ＩＭ２は電圧が低い分大きくなる。
図４は、この関係を示す特性図である。
図４は、電池電源１、２から電力変換器９、１０に加わる電圧ＶＭ１とＶＭ２がＶＭ１＞ＶＭ２の場合を示すもので、横軸は、両電池電圧の電圧差ΔＶ（＝ＶＭ１−ＶＭ２）を定格電圧に対する比率（％）で示し、縦軸の下半分に入力電圧を定格電圧に対する比率（％）で示し、縦軸の上半分に入力電流を定格電流に対する比率（％）で示す。そして、電圧差ΔＶに対する電圧が低い電池電源２側の電力変換器１０の入力電圧ＶＭ２および入力電流ＩＭ２の変化をそれぞれＶＭ２線およびＩＭ２線で示している。
図４において、ＶＭ２線およびＩＭ２線で示すように、電圧差ΔＶの増加とともに電圧が高い方の電圧ＶＭ１、電流ＩＭ１に対して相対的に電圧が低い側の電池電源２の電圧ＶＭ２が低下し、電流ＩＭ２は増加する。
電圧が高い電池電源１側の電力変換器９の入力電圧ＶＭ１および入力電流ＩＭ１は、１００（％）線上に固定したままとなる。
図４に示すように、両電池電源の電圧がＶＭ１＞ＶＭ２となって電圧差ΔＶが発生する状態が継続すれば、電圧が低い側の電池電源２は、放電電流ＩＢ２が大きいので、電池Ｂ２の充電量（ＡＨ）の減少が大きくなる。そして、電圧が高い側の電池電源１は、放電電流ＩＢ１が小さいので、電池Ｂ１の充電量（ＡＨ）の減少が電池電源２より小さくなる。このため、放電時間の経過と共に電圧が低い側の電池電源２の電池電圧ＶＢ２の低下が、電圧が高い側の電池電源１の電池電圧ＶＢ１の低下より大きくなる。
すなわち、両電池電源の放電時間が長くなるにしたがって、放電電流差と放電時間積によって電池の充電量（ＡＨ）の差が増大するので、両電池電源の電圧差ΔＶは一層拡大することになる。
そこで、電池電源電圧、受電電圧が高い側の推進電動機１３の電流を増大して、出力が大きくなるように、例えば、電圧差ΔＶが発生したとき、電圧が高い側の電力変換器９の入力電流ＩＭ１を、図４に点線で示すＩＭＥ１線になるように増量補正して出力を増大して運転する。そして、電圧が低い側の推進電動機１４は、回転速度の維持に必要な出力で運転すればよいので、電流ＩＭ２が低減される。これによって、電圧が高い側の電池電源１の放電量（ＡＨ）が増大し、電池Ｂ１の電圧低下が促進されるようになる。一方、電圧が低い側の電池電源２の放電量（ＡＨ）が抑えられて電池Ｂ２の電圧低下が抑制されるようになる。この結果、放電時間の経過によって両電池電源間の電圧差を次第に零に収束することができる。
次に、このような第１の実施例の電気推進システムの運転方法を図２Ａ、２Ｂに示すフロー図を参照して説明する。
電気推進システムの運転制御が開始されると、図２ＡのステップＳ１で、運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１が「運転」であるか否かの判定が行われる。運転指令信号ｓ１が「停止」であれば、Ｎ分岐から再度運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１を読み込み、この運転指令信号ｓ１が「運転」となるまで繰り返し判定処理が行なわれる。
ステップＳ１で、運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１が「運転」であることが判定されると、ステップＳ１のＹ分岐からステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、並列接続スイッチ１７の状態を読み込み、並列接続スイッチ１７の状態が開（オフ）状態にあるか否かの判定を行う。ここで並列接続スイッチ１７が開状態でなく、すなわち閉（オン）状態にあれば、Ｎ分岐からステップＳ２１へ進んで、自動または手動で並列接続スイッチ１７を開にする操作処理を行い、ステップＳ２へ戻り、並列接続スイッチ１７「開」となるまで、この判定処理を繰り返す。
ステップＳ２で並列接続スイッチ１７が開（オフ）状態にあることが判定されると、Ｙ分岐からステップＳ３へ進んで各給電系統のスイッチ３、４を投入（オン）する処理を行う。これにより、各電池電源１、２が、それぞれ給電電路Ｌ１、Ｌ２に独立して給電を行う独立給電状態となる。
これに続く、ステップＳ４で、電力変換器９、１０を始動する処理を行う。この処理により、電力変換器９、１０は、いわゆるソフトスタートにより始動する。これにより、電力変換器９、１０から推進電動機１３、１４へ供給する電流が過電流とならないように緩やかに増大されるので、推進電動機１３、１４は緩やかな速度で起動する。
推進電動機１３、１４が起動されると、ステップＳ５の電気推進システムが備える速度制御部ＣＴ１、ＣＴ２による速度調節処理へ移行する。このステップＳ５の処理によって推進電動機１３、１４の速度Ｎｉが、回転速度設定器２０によって設定された指令速度Ｎｓと等しくなるように制御される。
推進電動機１３、１４の速度Ｎｉが設定された指令速度Ｎｓに達したところで、ステップＳ６の電圧検出器５、６で検出された電力変換器９、１０の入力電圧ＶＭ１、ＶＭ２の読み込み処理を行う。
これに続きステップＳ７で、両入力電圧ＶＭ１とＶＭ２とを比較して電圧差ΔＶ（＝ＶＭ１−ＶＭ２）を求め、さらに、この電圧差ΔＶを所定値Ｖｓ（≒０）と比較して、電圧差ΔＶの有無の判定処理を行う。このステップＳ７では、電圧差ΔＶが所定値Ｖｓ以上であれば、電圧差ありと判定され、これ以下であれば、電圧差なしと判定される。
ここで、電圧差ΔＶが所定値Ｖｓ以下で、電圧差なしと判定されると、直ちにＮ分岐からステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、並列接続スイッチ１７の投入器５３へ投入許可ｓ１７を与える処理を行い、次のステップＳ９へ進む。
ステップＳ９では、例えば、手動で投入指令スイッチ５２を操作して、投入器５３に投入指令を与えて並列接続スイッチ１７を投入することにより、並列接続スイッチ１７が閉（オン）となり、並列給電運転へ移行する処理を行う。
この場合の並列接続スイッチ１７の投入操作は、自動で行うこともできる。
このステップ９の処理が終わると終了となる。
これにより、図１における並列接続スイッチ１７が「閉」となり、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２が並列接続され、電池電源１、２から、電力変換器９、１０を介して負荷である推進電動機１３、１４に並列に給電される。このため、電池電源１、２の電池Ｂ１、Ｂ２は、ほぼ同じ状態で消費され、充電量（ＡＨ）が同じ状態で変化するようになる。
ステップＳ７の入力電圧ＶＭ１、ＶＭ２の電圧差ΔＶの有無を判定する処理において、電圧差ΔＶが所定値Ｖｓ以上となり、電圧差ありと判定されると、Ｙ分岐から図２ＡのＡ点から図２ＢのＡ点を経て、図２ＢのステップＳ７１へ移行する。このステップＳ７１では、補正モード選択スイッチ３５からの補正モード選択信号ｓ２が「通常補正」であるか、「増量補正」であるかの判定処理が行われる。
ここで、補正モード選択スイッチ３５からの補正モード選択信号ｓ２が、「通常補正」であると判定された場合は、Ｙ分岐からステップＳ７２へ移行して、図１の電流補正部３１へ、電流差検出器２６で求められた電流ＩＭ１とＩＭ２との電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）に基づく補正を行う通常補正を指令する。この指令は、通常補正指令信号ｓ１１として制御装置３７から電流補正部３１、３２へ与えられる。
ここではＶＭ１＞ＶＭ２であるので、電圧が高い電池電源１側の電流補正部３１には、極性判別器２７を通して、電流差検出器２６で求められた両入力電流ＩＭ１とＩＭ２の電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）に基づく通常補正値を正にした正補正値＋ΔＩＭと、電流増量補正設定器３３からの増量補正値Ｅ１が加えられている。そして電圧が低い電池電源２側の電流補正部３２には、同様に極性判別器２７を通して電流差ΔＩＭに基づく補正値を負にした負補正値−ΔＩＭと電流増量補正設定器３４からの増量補正値Ｅ２が加えられている。
ステップＳ７２では、電流補正部３１、３２が通常補正指令ｓ１１を受けることにより、通常補正値だけを選択して入力点ｂ１、ｂ２に加える通常補正処理を実行する。これにより、入力点ｂ１、ｂ２において、それぞれ、速度調節器２１、２２から入力電流調節器４３、４４に加えられる入力電流指令Ｉｓ１、Ｉｓ２に電流補正部３１、３２から加えられる通常補正値＋ΔＩＭ、−ΔＩＭを加算して、電流指令値の補正が行われる。
これにより、電圧が高い側の電池電源１で駆動される推進電動機１３側では、電流指令値ＩＭＲ１がＩＳ１＋ΔＩＭに増大されるので、推進電動機１３の電流が大きくなり、推進電動機１３（Ｍ１）の出力Ｐ１が増大される。そして、電圧が低い側の電池電源２で駆動される推進電動機１４側では、電流指令値ＩＭＲ２がＩＳ２−ΔＩＭに低減されるので、推進電動機１４の電流が小さくなり、推進電動機１４（Ｍ２）の出力Ｐ２が、出力Ｐ１が増大した分減少される。
ステップＳ７２の電流指令の通常補正処理が行われると図２ＢのＢ点から再び図２ＡのＢ点を経てステップＳ７へ戻って、電圧差ΔＶの有無の判定処理が行われる。ここで、電圧差ありとなれば、ステップ７１、７２の電流補正処理が、両電圧ＶＭ１とＶＭ２が等しくなって電圧差なしとなるまで繰り返し行われる。
この結果、電圧が高い方の電池電源１の電池Ｂ１は放電（消費）が促進されることにより電池電圧ＶＭ１の低下がより大きくなり、電圧が低い方の電池電源２の電池Ｂ２は放電（消費）が抑制されることにより、電池電圧ＶＭ２の低下が小さくなるので、互いの電圧差が零に収束するのが速くなる。
このような負荷分担補正処理工程において、補正モード選択スイッチ３５が「増量補正」位置に置かれ、増量補正モードが選択されている場合は、ステップＳ７１の補正モード判定処理で増量補正モードと判定されるので、Ｎ分岐からステップＳ７３へ進んで、運転停止選択判定処理が行われる。
このとき、運転停止選択スイッチ４７が「切」位置に置かれている場合は、選択出力信号ｓ３は、「Ｍ１」でも「Ｍ２」でもないので、ステップＳ７３で、運転停止指令ではないと判定され、Ｎ分岐からステップＳ７４の電流指令の増量補正処理へ移る。
電流指令を増量補正する処理ステップＳ７４では、制御装置３７から増量補正信号ｓ１２が電流補正部３１、３２に与えられる。これにより、電流補正部３１では、電流差検出器２６から加えられた通常補正値ΔＩＭに、電流増量補正設定器３３に設定された増量補正値Ｅ１を加算して補正値の増量を行う。
このようにΔＩＭ＋Ｅ１に増量された補正値ＩＭＥ１が、入力点ｂ１で速度調節器２１から指令される電流指令値Ｉｓ１に加算され、電流指令値Ｉｓ１が増量補正される。
電圧が低い側の電流補正部３２では、電流増量補正設定器３４に設定された増量補正値Ｅ２が、電流差検出器２６から加えられた通常補正値−ΔＩＭに、これと同じ極性で加算（−（ΔＩＭ＋Ｅ２））され、補正量が負側に増量される。
この電圧が低い側の負側に増量された補正値−（ΔＩＭ＋Ｅ２）が、入力点ｂ２で速度調節器２２から指令される電流指令値Ｉｓ２に加算される結果、電流指令値Ｉｓ２は、減量補正されることになる。
これにより、電圧が高い側の電池電源１で駆動される推進電動機１３側では、電流指令値ＩＭＲ１がより増大されるので、推進電動機１３の電流が大きくなり、出力Ｐ１がより増大される。そして、電圧が低い側の電池電源２で駆動される推進電動機１４側では、電流指令値ＩＭＲ２がより低減されるので、推進電動機１４の電流が小さくなり、出力Ｐ２がより減少される。
ステップＳ７４の電流指令の増量補正処理が行われるとＢ点から再び図２ＡのステップＳ７へ戻って、電圧差・BR>「Ｖの有無の判定処理が行われ、電圧差ありとなれば、ステップ７１、７３、７４の電流増量補正処理が、両電圧ＶＭ１とＶＭ２が等しくなって電圧差なしとなるまで繰り返し行われる。
この結果、電圧が高い方の電池電源１の電池Ｂ１は放電（消費）が促進されることにより電池電圧ＶＢ１の低下がより増大され、電圧が低い方の電池電源２の電池Ｂ２は放電（消費）がより抑制されることにより、電池電圧ＶＢ２の低下が減少されるので、互いの電圧差がより短時間に零に収束されるようになる。
前記の電流補正処理工程において、例えば、運転停止選択スイッチ４７を「Ｍ２」位置に切換え操作して、停止する電動機として電圧が低い側の推進電動機１４を選択した場合は、ステップＳ７３において、停止指令が「Ｍ２」であることが判定されるため、このステップＳ７３のＹ分岐からステップＳ７５へ進んで、推進電動機１４（Ｍ２）を運転停止させることによる負荷分担補正処理が行わる。
停止する電動機として推進電動機１３（Ｍ１）を選択する場合は、選択スイッチ４７を「Ｍ１」位置に切換える。
この運転停止処理は、具体的には、停止を選択した電動機が推進電動機１４である場合は、この推進電動機１４を駆動する電力変換器１０に制御装置３７から運転停止指令ｓ１４を与えて、これを停止させて、推進電動機１４への給電を停止することにより行う。
また、停止する電動機として推進電動機１３（Ｍ１）が選択された場合は、電力変換器９に制御装置３７から運転停止指令ｓ１３が与えられる。
このように、２台の推進電動機１３、１４のうち、一方の運転を停止して、負荷分担の補正を行うようにすると、運転の停止された推進電動機の接続された電池電源の電池の充電量は、補機電力のみによって消費されるので、この電池の放電がより小さく抑えられる。このため、この電源の電池の電圧の低下をより小さく抑えることができる。
一方、運転を継続している推進電動機の接続された電池電源は、電池の充電量が、この運転中の推進電動機と補機電力によって消耗されるので、電池の放電がより大きくなり、電池電圧の低下がより大きくなる。
この結果、２台の電池電源の電圧を等しい電圧に収束する時間をより短縮することが可能となる。
このとき、停止する電動機としては、電圧が低い方の電池電源に接続された推進電動機を選択する必要がある。
ステップＳ７５の処理が行われるとＢ点から、再び、図２ＡのステップＳ７の電圧差ΔＶの有無を判定する処理へ戻り、図２ＢのステップＳ７１、Ｓ７３、Ｓ７５の補正処理が、電圧差ΔＶが零になるまで繰り返し行われる。
このような補正処理を繰り返した後に、ステップＳ７で、電圧差ΔＶが零になり、電圧差なしになると、ここからステップＳ８、Ｓ９へと進んで、並列接続スイッチ１７を投入（オン）して、２台の電池電源１、２を並列給電状態にする。これにより、この後は、２台の電池電源１、２を並列給電運転する中で２台の推進電動機１３、１４が負荷を均等に半分ずつ負担して並列運転されるので、電池電源１、２の消耗状態が同じになり、両電池電源の電圧に電圧差が生じ難くなる。
この結果、両電池電源１、２の充電量（ＡＨ）の利用効率を高めることができるとともに、充電量の低下や、電池特性および電池寿命の劣化を抑制することができる。
次に、図１に示す電気推進システムの速度制御部ＣＴ１、ＣＴ２の動作について、図４、図５および図６を用いて説明を補足する。
図１に示す回転速度設定器２０から速度指令信号Ｎｓを、入力点ａと図６に示す推進電動機の回転速度−出力特性を格納した制御装置３７に与える。
速度指令信号Ｎｓと回転速度検出１５による速度検出信号Ｎｉを入力点ａで突合せて、推進電動機１３側は、速度調節器２１、推進電動機１４側は、速度調節器２２によって、回転速度検出信号Ｎｉを速度指令信号Ｎｓと等しくするための電流指令信号Ｉｓ１、Ｉｓ２を発生して速度調節を行う。
推進電動機１３、１４の受電電圧ＶＭ１、ＶＭ２が等しければ、両電動機の入力電流ＩＭ１、ＩＭ２および出力Ｐ１、Ｐ２はいずれも等しくなる。
電圧差が生じて、推進電動機１３（Ｍ１）側の受電電圧ＶＭ１＝１００％、入力電流ＩＭ１＝１００％、出力Ｐ１＝１００％のとき、推進電動機１４（Ｍ２）側の受電電圧ＶＭ２がＶＭ１に対して０〜１０％低い１００〜９０％電圧となっても、両推進電動機の回転速度が同じであるため、両推進電動機の出力は同じでＰ１＝Ｐ２となるから、電圧が低い側の推進電動機１４（Ｍ２）側の入力電流ＩＭ２は（４）式から１００〜１１０％電流に増大することがわかる。
この関係から、電圧が高い側の推進電動機１３（Ｍ１）の電流ＩＭ１を、電圧が低い側の推進電動機１４（Ｍ２）の電流ＩＭ２となるように出力を補正制御すれば図５に示す動作になる。
推進電動機１３（Ｍ１）側の出力Ｐ１および推進電動機１４（Ｍ２）側の出力Ｐ２は
Ｐ１＝ＶＭ１×ＩＭ２×η・・・（５）
Ｐ２≒ＶＭ２×ＩＭ１×η・・・（６）となる。
Ｐ１＝ＶＭ１×ＩＭ２×η・・・（５）
Ｐ２≒ＶＭ２×ＩＭ１×η・・・（６）となる。
すなわち、推進電動機１３（Ｍ１）の出力Ｐ１は、受電電圧が高いＶＭ１と電圧が低い側の電流ＩＭ２の積となり、推進電動機１４（Ｍ２）側の出力Ｐ２は、
Ｐ２＝ＰΣ−Ｐ１・・・（７）となる。
Ｐ２＝ＰΣ−Ｐ１・・・（７）となる。
図５に示す出力補正動作特性から、Ｐ１線で示すように推進電動機１３（Ｍ１）の出力Ｐ１が増加すれば、推進電動機１４（Ｍ２）の出力Ｐ２は、Ｐ２線で示すように、推進電動機１３（Ｍ１）の増加分だけ減少した出力で運転されることがわかる。
すなわち、両推進電動機の回転速度は同一であるから、両推進電動機の合計出力ＰΣ（＝Ｐ１＋Ｐ２）が一定で運転制御されるからである。
次に、補正動作について説明する。
図６は推進電動機の回転速度−出力特性を示すもので、推進用プロペラＰを駆動する推進電動機の出力は回転速度の３乗に比例して変化することを示している。
図１の制御装置３７は、図６に示す推進特性線を格納しており、回転速度設定器２０から入力された速度指令Ｎｓに対応する推進電動機１３（Ｍ１）、１４（Ｍ２）の出力Ｐ１、Ｐ２をこの推進特性曲線からから求めることができる。
電流差検出器２６は、入力電流検出器７、８で検出された入力電流ＩＭ１、ＩＭ２の差を演算して両電流の電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）を求める。
ＶＭ１＞ＶＭ２のときはＩＭ１＜ＩＭ２となるので、ΔＩＭは負となる。
ＶＭ１＜ＶＭ２のときはＩＭ１＞ＩＭ２となるので、ΔＩＭは正となる。
電流差検出器２６で求めた電流差ΔＩＭは、極性判別器２７に与え、電圧差検出器３６の出力の電圧差ΔＶを示す出力信号ｓ６の極性から受電電圧が高い側の例えば電流補正部３１には、ΔＩＭを正（＋ΔＩＭ）にして加え、受電電圧が低い側の例えば電流補正部３２にΔＩＭを負（−ΔＩＭ）にして加えるか、または加えないようにする。
補正モード選択スイッチ３５が「通常補正」位置に置かれ、通常補正モードが選択されているときは、電流補正部３１、３２は、電流差検出器２６で求められた電流差ΔＩＭに基づく通常の補正値ＩＭＥ１、ＩＭＥ２を入力点ｂ１、ｂ２に与える。
一方で、補正モード選択スイッチ３５が「増量補正」位置に置かれ、制御装置３７から増量補正モードを示す出力信号ｓ１２が与えられると、電流補正部３１、３２は、通常の電流差ΔＩＭに基づく補正値に、電流増量補正設定器３３、３４に設定された増量設定値Ｅ１またはＥ２を加算し、補正値ＩＭＥ１をΔＩＭ＋Ｅ１に、または補正値ＩＭＥ２を−（ΔＩＭ＋Ｅ２）に増量または減量して入力点ｂ１、ｂ２に与える。
推進電動機１３（Ｍ１）側のｂ１点では、速度調節器２１から出力される電流指令信号Ｉｓ１と電流補正信号ＩＭＥ１を加算して、入力補正電流指令信号ＩＭＲ１として入力点ｂ３に与え、入力電流検出器７で検出した入力電流ＩＭ１と比較して、電流フィードバック制御を行う。また、入力点ｂ２では、速度調節器２２の出力の電流指令信号Ｉｓ２と電流補正信号ＩＭＥ２を加算して、入力補正電流信号ＩＭＲ２として入力点ｂ４に与え、入力電流検出器８で検出した入力電流ＩＭ２と比較して電流フィードバック制御を行う。
このように電流補正値を電流指令値に加減算することによって、一方の加算された側の推進電動機は出力を増加して運転され、他方の減算された側の推進電動機は、一方で増加された分の出力を減じた出力によって運転される。
すなわち、図６の回転速度Ａn点で運転しているとき、両受電電圧が等しければ両推進電動機の各出力は単電動機特性Ｔ上のＡ点（Ｐ１＝Ｐ２）で、合計出力は、複電動機特性線Ｗ上のＡＰΣ点となる。
受電電圧がＶＭ１＞ＶＭ２のときは、推進電動機１３（Ｍ１）は、電流差ΔＩＭで増量補正された単電動機特性線Ｔ１上の出力ＡＰ１で運転され、推進電動機１４（Ｍ２）は、複電動機特性線Ｗ上の合計出力ＡＰΣからＡＰ１を減じた単電動機特性線Ｔ２上の出力ＡＰ２で運転される。この結果、２台の推進電動機１３、１４では、ＡＰ１＋ＡＰ２となる複電動機特性線Ｗ上の合計出力ＡＰΣ点で運転され、回転速度Ａｎが維持される。
同様に、回転速度Ｂｎで運転されているときは、補正した推進電動機１３（Ｍ１）は、単電動機特性線Ｔ１上のＢＰ１点の出力で運転され、補正しない推進電動機１４（Ｍ２）側の出力は、複電動機特性線Ｗ上の合計出力ＢＰΣ点から単電動機特性線Ｔ２上のＢＰ１を減じた出力ＢＰ２点で運転される。
回転速度Ｂｎでの電流補正量、したがって出力補正量は、単電動機特性線Ｔ上のＢ点から単電動機特性線Ｔ１上のＢＰ１点の範囲であって、補正された出力が補正上限のＢＰ１に達した場合には、ＢＰ１以上の出力の補正は行えない。
なぜなら、出力ＢＰ１は単電動機の上限出力の５０％出力（複電動機の定格出力（１００％）に対する出力で示している。単電動機で示す場合は１００％出力となる。）となるから、５０％出力以上の出力の補正はできなくなるからである。
さらに回転速度を上昇させたとすれば、推進電動機１３（Ｍ１）の出力補正動作ができないから、回転速度を維持するために、推進電動機１４（Ｍ２）の出力が増加することになる。
この動作を回避するためは、速度補正スイッチ３５を「通常補正」または「増量補正」位置にして補正動作が可能な回転速度へ減速させる必要がある。
補正モード選択スイッチ３５を「通常補正」または「増量補正」位置にすると、制御装置３７から補正信号ｓ１５が速度制限部３０に与えられる。補正制限部３０は、制限動作を開始し、回転速度上限値を９０％速度に制限する。回転速度指令Ｎｓが９０％速度以下の運転範囲であれば電動機電流による出力補正動作を行うことができ、電池電源の電圧の均圧化動作が可能となる。補正モード選択スイッチ３５を「切」位置に選択すると、信号ｓ１５が遮断されて、電流補正部３１、３２の補正動作が禁止され、補正動作は行われないようになる。
上限回転速度を９０％速度に設定することは、図６に示す回転速度の上限をＢｎに制限することに相当する。
推進電動機の出力は回転速度の３乗に比例するから、回転速度が９０％の時の出力は、７２．９％（９０3％）出力となる。したがって単電動機の電流ＩＭは約３６％（≒７２．９％÷２）となる
単電動機の電流ＩＭが約３６％であれば、単電動機の出力上限５０％まで約１４％の補正量を確保でき、電圧が高い側の電池と電圧が低い側の電池の出力は約２８％（≒１４×２）まで差をつけることができる。一方、回転速度上限を８０％に制限した場合、出力は５１．２％（８０3％）となるので、単電動機の電流ＩＭは約２５％（≒５１．２％÷２）となる。この場合は単電動機の出力上限５０％まで約２５％の補正量を確保でき、電圧が高い側の電池と電圧が低い側の電池の出力は５０％（≒２５×２）まで差をつけることが出来る。以上のように回転速度上限を８０％に制限することによって、補正制御をより迅速に、効果的に行うことができる。
単電動機の電流ＩＭが約３６％であれば、単電動機の出力上限５０％まで約１４％の補正量を確保でき、電圧が高い側の電池と電圧が低い側の電池の出力は約２８％（≒１４×２）まで差をつけることができる。一方、回転速度上限を８０％に制限した場合、出力は５１．２％（８０3％）となるので、単電動機の電流ＩＭは約２５％（≒５１．２％÷２）となる。この場合は単電動機の出力上限５０％まで約２５％の補正量を確保でき、電圧が高い側の電池と電圧が低い側の電池の出力は５０％（≒２５×２）まで差をつけることが出来る。以上のように回転速度上限を８０％に制限することによって、補正制御をより迅速に、効果的に行うことができる。
補正量の増量操作は次による。
回転速度上限制限は制限判別部２８、２９によって行う。
制限判別部２８、２９は、電流検出器７、８の検出値ＩＭ１、ＩＭ２が約３６％電流に達したこと、および回転速度指令Ｎｓが約８０％速度に指令されたときに制限信号ＮｓＬ１またはＮｓＬ２を速度制限３４に与える。これにより速度制限部３０は、回転速度指令Ｎｓの上限を約８０％速度に制限した信号Ｎｓｓを入力点ａに与える。入力点ａは、上限の制限された回転速度指令Ｎｓｓと回転速度検出信号Ｎｉとを比較して回転速度フィードバック制御を行う。
速度制限の解除は、電圧差検出器３６で検出された電圧差ΔＶが所定値以下（≒０）になったとき電圧差検出器３６からの信号ｓ６が遮断されることで、速度制限部３０の回転速度制限動作を解除することによって行う。すなわち、両電池電圧ＶＭ１、ＶＭ２が等しくなれば補正動作、回転速度制限を行う必要はないから速度制限を解除すればよい。
以上で説明した電池電圧差を収束するための補正動作は、電圧が高い側の推進電動機１３（Ｍ１）は、電流を増加して出力を増大させることにより、電池電源の電池の放電量（ＡＨ）を増加させ、電池電圧の低下を促進し、電圧が低い側の推進電動機１４（Ｍ２）は、電流を低下させて出力を低下させることにより電池電源の電池の放電量（ＡＨ）を減少させ、電池電圧低下を抑制する動作によって、放電時間経過により両電池電圧の均衡を図るものである。
また、電圧差補正動作時間を短縮したいときは、補正モード選択スイッチ３５により増量補正モードを選択する。さらに、両電池電圧を均衡させる時間を短縮したい場合は停止選択スイッチ４７により「Ｍ１」または「Ｍ２」位置を選択する。このスイッチ４６で「Ｍ１」または「Ｍ２」が選択されると、選択した電動機Ｍ１（１３）またはＭ２（１４）を停止させて、電圧が高い側の電動機を運転し、電圧が低い側の電動機を停止させる単電動機運転モードとすることによって短時間で両電池電圧の均衡を図ることができる。
この補正運転は、単電動機運転であるから回転速度を約８０％速度に制限するのがよい。この回転速度制限は、停止選択スイッチ４６から「Ｍ１」または「Ｍ２」を選択する信号が入力されたときに、制御装置３７から出力される速度制限信号ｓ１６を速度制限部３０に与えて行う。
また、電動機電流は、入力電流制限部３９、４０で行い、入力電流が５０％電流を超えないように電流を制限する。電流の制限値は、制限電流設定器４１、４２によって設定される。
次に、図７に示すこの発明の第２の実施例について説明する。
この実施例は、両推進電動機の入力電流ＩＭ１とＩＭ２の電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）を検出し、検出した電流差ΔＩＭが所定値（≒０）より大きいときに、負荷分担を制御するために電流補正を行うようにしたものである。
図７の実施例２の電気推進システムの運転制御装置は、図１の実施例１の運転制御装置における電圧検出器５、６、電圧差検出器３６および電流差検出器２６を省略し、代わりに電流差検出器２６ａ、補正器２７ａおよび極性判別器２７ｂを設けている。そして、電流増量補正設定器３４は省略し、電流増量補正設定器３３のみを残している。
電流差検出器２６ａは、入力電流検出器７および８で検出された推進電動機１３（Ｍ１）、１４（Ｍ２）の入力電流ＩＭ１およびＩＭ２の差（ＩＭ１−ＩＭ２）を演算により求め、求めた電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）を出力するとともに、これが所定値（≒０）より大きいときは、電流差検出信号ｓ２１を発生する機能を有する。電流差検出信号ｓ２１は、電流差ΔＩＭが所定値と等しいかこれより小さくなると出力を停止される。
電流差検出器２６ａで検出された電流差ΔＩＭは、補正器２７ａに加えられる。
補正器２７ａは、制御装置３７から増量補正指令ｓ１２が与えられていると、この電流差検出値ΔＩＭの絶対値と電流増量補正設定器３３に設定された増量補正値Ｅを加算して電流補正値ΔＩＭ＋Ｅを形成する。通常補正指令ｓ１１が与えられているときは、この増量補正値Ｅの加算を行わず、電流差検出値ΔＩＭをそのまま電流補正値として出力する。
極性判別器２７ｂは、電流差検出器２６ａから入力された電流差検出値ΔＩＭの極性を判別して、電流補正値（ΔＩＭ＋Ｅ）の極性を正または負にして、速度制御部の入力点ｂ１、ｂ２に加える。
電流差ΔＩＭは、
ΔＩＭ＝ＩＭ１−ＩＭ２
として求めるので、ＩＭ１＜ＩＭ２であるときは、電流差ΔＩＭは負となり、ＩＭ１＞ＩＭ２であるときは、電流差ΔＩＭは正となる。
ΔＩＭ＝ＩＭ１−ＩＭ２
として求めるので、ＩＭ１＜ＩＭ２であるときは、電流差ΔＩＭは負となり、ＩＭ１＞ＩＭ２であるときは、電流差ΔＩＭは正となる。
極性判別器２７ｂは、電流差ΔＩＭが負（−）であるときは、電流の小さいＩＭ１側、すなわち電圧が高い電池電源１側の入力点ｂ１に、電流補正値ΔＩＭ＋Ｅを正（＋（ΔＩＭ＋Ｅ））にして加え、電流の大きいＩＭ２側、すなわち電圧が低い電池電源２側の入力点ｂ２に、電流補正値ΔＩＭ＋Ｅを負（−（ΔＩＭ＋Ｅ））にして加える動作をする。
そして、電流差ΔＩＭが負（−）であるときは、極性判別器２７ｂは、反対に、入力点ｂ１に、電流補正値（ΔＩＭ＋Ｅ）を負（−（ΔＩＭ＋Ｅ））にして加え、入力点ｂ２に、正（＋（ΔＩＭ＋Ｅ））にして加える動作をする。
入力点ｂ１、ｂ２でそれぞれ速度調節器２１、２２から出力される電流指令値Ｉｓ１、Ｉｓ２に正または負の電流補正値（ΔＩＭ＋Ｅ）を加算して、電流指令値を補正して、入力電流調節器４３、４４および出力電流調節器４５、４６で電流調節を行うのは、前記の第１の実施例と同じである。
このため、この第２の実施例２においても、両電池電源の電圧に電圧差ΔＶより、両推進電動機の入力電流ＩＭ１、ＩＭ２に電流差ΔＩＭが発生すると、例えば、ＩＭ１＜ＩＭ２であれば、電圧が高く、入力電流の小さい電池電源１側では、電流指令Ｉｓ１に電流補正値ΔＩＭ＋Ｅを加算する補正が行われ、推進電動機１３（Ｍ１）の電流が増加され、出力が増大される。そして、電圧が低く、入力電流の大きい電池電源２側では、電流指令Ｉｓ２から電流補正値ΔＩＭ＋Ｅを減算する補正が行われ、推進電動機１４（Ｍ２）の電流が減じられ、出力が低減される。
この結果、電圧の高い電池電源１側では、電池Ｂ１の充電量の消費が大きくなり、電池電圧の低下が促進される。一方、電圧の低い電池電源２側では、電池Ｂの充電量の消費が小さくなり、電池電圧の低下が抑制されるようになるので、放電時間の経過によって、両電池電源間の電圧差および電流差を次第に零に収束することができる。
次に、第２の実施例の電気推進システムの運転方法を図８Ａ、図８Ｂに示すフロー図を参照して説明する。
電気推進システムの運転制御が開始されると、図８ＡのステップＳ１で、運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１が「運転」であるか否かの判定が行われる。運転指令信号ｓ１が「停止」であれば、Ｎ分岐から再度運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１を読み込み、この運転指令信号ｓ１が「運転」となるまで繰り返し判定処理が行なわれる。
ステップＳ１で、運転指令スイッチ５１からの運転指令信号ｓ１が「運転」であることが判定されると、ステップＳ１のＹ分岐からステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、並列接続スイッチ１７の状態を読み込み、並列接続スイッチ１７の状態が開（オフ）状態にあるか否かの判定を行う。ここで並列接続スイッチ１７が開状態でなく、すなわち閉（オン）状態にあれば、Ｎ分岐からステップＳ２１へ進んで、自動または手動で並列接続スイッチ１７を開にする操作処理を行い、ステップＳ２へ戻り、並列接続スイッチ１７「開」となるまで、この判定処理を繰り返す。
ステップＳ２で並列接続スイッチ１７が開（オフ）状態にあることが判定されると、Ｙ分岐からステップＳ３へ進んで各給電系統のスイッチ３、４を投入（オン）する処理を行う。これにより、各電池電源１、２が、それぞれ給電電路Ｌ１、Ｌ２に独立して給電を行う独立給電状態となる。
これに続く、ステップＳ４で、電力変換器９、１０を始動する処理を行う。この処理により、電力変換器９、１０は、いわゆるソフトスタートにより始動する。これにより、電力変換器９、１０から推進電動機１３、１４へ供給する電流が過電流とならないように緩やかに増大されるので、推進電動機１３、１４は緩やかな速度で起動する。
推進電動機１３、１４が起動されると、ステップＳ５へ移行し、電気推進システムが備える速度制御部ＣＴ１、ＣＴ２による速度制御処理を行う。このステップＳ５の処理によって推進電動機１３、１４の速度Ｎｉが、回転速度設定器２０によって設定された指令速度Ｎｓと等しくなるように制御される。
推進電動機１３、１４の速度Ｎｉが設定された指令速度Ｎｓに達したところで、ステップＳ６０の電流検出器７、８で検出された電力変換器９、１０の入力電流ＩＭ１、ＩＭ２の読み込み処理を行う。
これに続きステップＳ７０で、両入力電流ＩＭ１とＩＭ２とを比較して電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）を求め、さらに、この電流差ΔＩＭを所定値Ｉｓ（≒０）と比較して、電流差ΔＩＭの有無の判定処理を行う。このステップＳ７０では、電流差ΔＩＭが所定値Ｉｓ以上であれば、電流差ありと判定され、これ以下であれば、電流差なしと判定される。
ここで、電流差ΔＩＭが所定値Ｉｓ以下で、電流差なしと判定されると、直ちにＮ分岐からステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、並列接続スイッチ１７の投入器５３へ投入許可ｓ１７を与える処理を行い、次のステップＳ９へ進む。
ステップＳ９では、例えば、手動で投入指令スイッチ５２を操作して、投入器５３に投入指令を与えて並列接続スイッチ１７を投入することにより、並列接続スイッチ１７が閉（オン）となり、並列給電運転へ移行する処理を行う。
この場合の並列接続スイッチ１７の投入操作は、自動で行うこともできる。
このステップ９の処理が終わると終了となる。
これにより、図１における並列接続スイッチ１７が「閉」となり、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２が並列接続され、電池電源１、２から、電力変換器９、１０を介して負荷である推進電動機１３、１４に並列に給電される。このため、電池電源１、２の電池Ｂ１、Ｂ２は、ほぼ同じ状態で消費され、充電量（ＡＨ）が同じ状態で変化するようになる。
ステップＳ７０の入力電流ＩＭ１、ＩＭ２の電流差ΔＩＭの有無を判定する処理において、電流差ΔＩＭが所定値（≒０）以上となり、電流差ありと判定されると、Ｙ分岐から図８ＡのＡ点から図８ＢのＡ点を経て、図８ＢのステップＳ７１へ移行する。このステップＳ７１では、補正モード選択スイッチ３５からの補正モード選択信号ｓ２が「通常補正」であるか、「増量補正」であるかの判定処理が行われる。
ここで、補正モード選択スイッチ３５からの補正モード選択信号ｓ２が、「通常補正」であると判定された場合は、Ｙ分岐からステップＳ７２へ移行して、図７の電流補正器２７ａへ、電流差検出器２６ａで求められた電流ＩＭ１とＩＭ２との電流差ΔＩＭ（＝ＩＭ１−ＩＭ２）に基づいて補正を行う通常補正を指令する。この指令は、通常補正指令信号ｓ１１として制御装置３７から補正器２７ａへ与えられる。
補正器２７ａでは、通常補正指令信号ｓ１１が加わっているときは、電流差ΔＩＭに増量補正設定器３３で設定された増量補正値Ｅ加算を行わず、電流差ΔＩＭをそのまま電流補正値として極性判別器２７ｂに出力する。ここでＩＭ１＜ＩＭ２である場合には、電流差ΔＩＭが負であるので、電圧の高い方の電池電源１側では電流差ΔＩＭを正にした正補正値＋ΔＩＭが、入力端ｂ１に加えられている。そして電圧が低い電池電源２側の入力端ｂ２には、同様に極性判別器２７を通して電流差ΔＩＭに基づく補正値を負にした負補正値−ΔＩＭが加えられる。
ステップＳ７２では、電流補正部３１、３２が通常補正指令ｓ１１を受けることにより、通常補正値だけを選択して入力点ｂ１、ｂ２に加える通常補正処理を実行する。これにより、入力点ｂ１、ｂ２において、それぞれ、速度調節器２１、２２から入力電流調節器４３、４４に加えられる入力電流指令Ｉｓ１、Ｉｓ２に電流補正部３１、３２から加えられる通常補正値＋ΔＩＭ、−ΔＩＭを加算して、電流指令値の補正が行われる。
これにより、電圧が高い側の電池電源１で駆動される推進電動機１３側では、電流指令値ＩＭＲ１がＩｓ１＋ΔＩＭに増大されるので、推進電動機１３の電流が大きくなり、推進電動機１３（Ｍ１）の出力Ｐ１が増大される。そして、電圧が低い側の電池電源２で駆動される推進電動機１４側では、電流指令値ＩＭＲ２がＩｓ２−ΔＩＭに低減されるので、推進電動機１４の電流が小さくなり、推進電動機１４（Ｍ２）の出力Ｐ２が、出力Ｐ１が増大した分だけ減少される。
ステップＳ７２の電流指令の通常補正処理が行われると図８ＢのＢ点から再び図８ＡのＢ点を経てステップＳ７０へ戻って、電流差ΔＩＭの有無の判定処理が行われる。ここで、電流差ありとなれば、ステップ７１、７２の電流補正処理が、両電流ＩＭ１とＩＭ２が等しくなって電流差なしとなるまで繰り返し行われる。
この結果、電圧が高い方の電池電源１の電池Ｂ１は放電（消費）が促進されることにより電池電圧ＶＭ１の低下がより大きくなり、電圧が低い方の電池電源２の電池Ｂ２は放電（消費）が抑制されることにより、電池電圧ＶＭ２の低下が小さくなるので、互いの電圧差が零に収束するのが速くなる。
このような負荷分担補正処理工程において、補正モード選択スイッチ３５が「増量補正」位置に置かれ、増量補正モードが選択されている場合は、ステップＳ７１の補正モード判定処理で増量補正モードと判定されるので、Ｎ分岐からステップＳ７３へ進んで、運転停止選択判定処理が行われる。
このとき、運転停止選択スイッチ４７が「切」位置に置かれている場合は、選択出力信号ｓ３は、「Ｍ１」でも「Ｍ２」でもないので、ステップＳ７３で、運転停止指令ではないと判定され、Ｎ分岐からステップＳ７４の電流指令の増量補正処理へ移る。
電流指令を増量補正する処理ステップＳ７４では、制御装置３７から増量補正信号ｓ１２が補正器２７ａに与えられる。これにより、補正器２７ａでは、電流差検出器２６ａから加えられた通常補正値ΔＩＭに、電流増量補正設定器３３に設定された増量補正値Ｅを加算して補正値をΔＩＭ＋Ｅに増量する。
このように増量された補正値ΔＩＭ＋Ｅが、入力点ｂ１で速度調節器２１から指令される電流指令値Ｉｓ１に加算され、電流指令値Ｉｓ１が増量補正される。
電圧が低い側の電流補正部３２では、極性判別器２７ｂから、増量補正値ΔＩＭ＋Ｅ負極性にした補正値−（ΔＩＭ＋Ｅ）が出力される。
この電圧が低い側の補正値−（ΔＩＭ＋Ｅ２）が、入力点ｂ２で速度調節器２２から指令される電流指令値Ｉｓ２に加算される結果、電流指令値Ｉｓ２は、減量補正されることになる。
これにより、電圧が高い側の電池電源１で駆動される推進電動機１３側では、電流指令値Ｉｓ１がより増大されるので、推進電動機１３の電流が大きくなり、出力Ｐ１がより増大される。そして、電圧が低い側の電池電源２で駆動される推進電動機１４側では、電流指令値Ｉｓ２がより低減されるので、推進電動機１４の電流が小さくなり、出力Ｐ２がより減少される。
ステップＳ７４の電流指令の増量補正処理が行われると、図８ＢのＢ点から再び図８ＡのＢ点を経てステップＳ７０へ戻って、電流差ΔＩＭの有無の判定処理が行われ、電流差ありとなれば、ステップ７１、７３、７４の電流増量補正処理が、両電流ＩＭ１とＩＭ２が等しくなって電流差なしとなるまで繰り返し行われる。
この結果、電圧が高い方の電池電源１の電池Ｂ１は放電（消費）が促進されることにより電池電圧ＶＢ１の低下がより増大され、電圧が低い方の電池電源２の電池Ｂ２は放電（消費）がより抑制されることにより、電池電圧ＶＢ２の低下が減少されるので、互いの電圧差がより短時間に零に収束され、電流差が解消される。
前記の電流補正（負荷分担補正）処理工程において、例えば、運転停止選択スイッチ４７を「Ｍ２」位置に切換え操作して、停止する電動機として電圧が低い側の推進電動機１４を選択した場合は、ステップＳ７３において、停止指令が「Ｍ２」であることが判定されるため、このステップＳ７３のＹ分岐からステップＳ７５へ進んで、推進電動機１４（Ｍ２）を運転停止させることによる負荷分担補正処理が行わる。
停止する電動機として推進電動機１３（Ｍ１）を選択する場合は、選択スイッチ４７を「Ｍ１」位置に切換える。
この運転停止処理は、具体的には、停止を選択した電動機が推進電動機１４である場合は、この推進電動機１４を駆動する電力変換器１０に制御装置３７から運転停止指令ｓ１４を与えて、これを停止させて、推進電動機１４への給電を停止することにより行う。
また、停止する電動機として推進電動機１３（Ｍ１）が選択された場合は、電力変換器９に制御装置３７から運転停止指令ｓ１３が与えられる。
このように、２台の推進電動機１３、１４のうち、一方の運転を停止して、負荷分担の補正を行うようにすると、運転の停止された推進電動機の接続された電池電源の電池の充電量は、補機電力のみによって消費されるので、この電池の放電がより小さく抑えられる。このため、この電源の電池の電圧の低下をより小さく抑えることができる。
一方、運転を継続している推進電動機の接続された電池電源は、電池の充電量が、この運転中の推進電動機と補機電力によって消耗されるので、電池の放電がより大きくなり、電池電圧の低下がより速くなる。
この結果、２台の電池電源の電圧を等しい電圧に収束する時間をより短縮することが可能となる。
このとき、停止する電動機としては、電圧が低い方の電池電源に接続された推進電動機を選択する必要がある。
ステップＳ７５の処理が行われると図８ＢのＢ点から、再び、図８ＡのステップＳ７０の電流差ΔＩＭの有無を判定する処理へ戻り、図８ＢのステップＳ７１、Ｓ７３、Ｓ７５の補正処理が、電流差ΔＩＭが零になるまで繰り返し行わる。
このような補正処理を繰り返した後に、ステップＳ７０で、電流差ΔＩＭが零となり、電流差なしになると、ここからステップＳ８、Ｓ９へと進んで、並列接続スイッチ１７を投入（オン）して、２台の電池電源１、２を並列給電状態にする。これにより、この後は、２台の電池電源１、２を並列給電運転する中で２台の推進電動機１３、１４が負荷を均等に半分ずつ負担して並列運転されるので、電池電源１、２の消耗状態が同じになり、両電池電源の電圧に電圧差が生じ難くなる。
この結果、両電池電源１、２の充電量（ＡＨ）の利用効率を高めることができるとともに、充電量の低下や、電池特性および電池寿命の劣化を抑制することができる。
１、２ 電池電源
３、４、１７ スイッチ装置
５、６ 電圧検出器
７、８ 入力電流検出器
９、１０ 電力変換器
１１、１２ 出力電流検出器
１３、１４ 推進電動機
１５ 回転速度検出器
１６ 駆動軸
２０ 回転速度設定器
２１、２２ 速度調節器
２６、２６ａ 電流差検出器
２７、２７ａ 極性判別器
２７ｂ 補正器
２８、２９ 速度制限判別部
３０ 速度制限部
３１、３２ 電流補正部
３３、３４ 電流増量補正値設定器
３５ 補正モード選択スイッチ
３６ 電圧差検出器
３７ 制御装置
３９、４０ 電流制限部
４１、４２ 入力電流制限設定器
４３、４４ 入力電流調節器
４５、４６ 出力電流調節器
４７ 停止選択スイッチ
５１ 運転指令スイッチ
５２ 並列接続スイッチ投入指令スイッチ
５３ 並列接続スイッチ投入器
Ｐ 推進用プロペラ
Ｌ１、Ｌ２ 給電電路
ＣＴ、ＣＴ１、ＣＴ２ 速度制御部
３、４、１７ スイッチ装置
５、６ 電圧検出器
７、８ 入力電流検出器
９、１０ 電力変換器
１１、１２ 出力電流検出器
１３、１４ 推進電動機
１５ 回転速度検出器
１６ 駆動軸
２０ 回転速度設定器
２１、２２ 速度調節器
２６、２６ａ 電流差検出器
２７、２７ａ 極性判別器
２７ｂ 補正器
２８、２９ 速度制限判別部
３０ 速度制限部
３１、３２ 電流補正部
３３、３４ 電流増量補正値設定器
３５ 補正モード選択スイッチ
３６ 電圧差検出器
３７ 制御装置
３９、４０ 電流制限部
４１、４２ 入力電流制限設定器
４３、４４ 入力電流調節器
４５、４６ 出力電流調節器
４７ 停止選択スイッチ
５１ 運転指令スイッチ
５２ 並列接続スイッチ投入指令スイッチ
５３ 並列接続スイッチ投入器
Ｐ 推進用プロペラ
Ｌ１、Ｌ２ 給電電路
ＣＴ、ＣＴ１、ＣＴ２ 速度制御部
Claims (9)
- 充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転方法において、
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両電池電源の電圧差を検出するとともに、前記両推進電動機の入力電流の電流差を検出し、前記電圧差が所定値以上ある場合は、この電圧差が前記所定値未満となるまで、前記電流差に応じて、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の入力電流を低減して、前記電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機が、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機よりも負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記各推進電動機を運転し、前記両電池電源の電圧差が前記所定値未満となったところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することを特徴とする電気推進システムの運転方法。 - 充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転方法において、
前記推進電動機を起動する際は、前記並列接続スイッチをオフにして、前記各電池電源から前記各推進電動機にそれぞれ独立して給電する独立給電状態で、前記各電力変換器から給電して各推進電動機を起動し、前記両推進電動機の起動後は、独立給電状態における前記両推進電動機へ入力される入力電流の電流差を検出し、所定値以上の電流差がある場合は、この電流差が前記所定値未満となるまで、前記電流差に応じて、前記入力電流の小さい方の推進電動機の入力電流を増大するとともに、前記入力電流が大きい方の推進電動機の入力電流を低減して、前記入力電流の小さい方の推進電動機が、入力電流の大きい方の推進電動機よりも負荷分担が大きくなるように前記各推進電動機の負荷分担を補正制御しながら前記両推進電動機を運転し、前記両入力電流の電流差が解消されたところで前記並列接続スイッチを投入して前記２台の電池電源を並列給電状態に切換えるとともに、前記推進電動機の負荷分担の補正制御を解除することを特徴とする電気推進システムの運転方法。 - 前記２台の推進電動機の入力電流の電流差に所定の電流値を加えた増量補正値に応じて、前記入力電流の補正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電気推進システムの運転方法。
- 前記各推進電動機の負荷分担の補正制御で、２台の推進電動機のうち、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の運転を停止して、電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機だけで負荷を分担するように補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気推進システムの運転方法。
- 前記各推進電動機の負荷分担の補正制御の際、前記各推進電動機への指令速度の上限を定格速度の９０％に制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気推進システムの運転方法。
- 前記各推進電動機の負荷分担の補正制御の際、前記推進電動機の速度を定格速度の８０％に制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気推進システムの運転方法。
- 充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転装置において、
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記各電池電源の電圧を相互に比較して電圧差を求める電圧差検出手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電圧差検出手段により所定値以上の電圧差が検出されたとき、前記電流差検出手段によって検出された電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、電圧が高い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担を、電圧が低い方の電池電源から給電される推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電圧差検出手段により所定値以下の電圧差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることを特徴とする電気推進システムの運転装置。 - 充電可能な電池からなる２台の電池電源と、互いに機械的に結合された２台の推進電動機と、各推進電動機に給電する電力をそれぞれ制御する２台の電力変換器と、前記電池電源と前記電力変換器との間に設けられた２系統の給電電路と、前記２系統の給電電路間に設けられた並列接続スイッチとを含む電気推進システムの運転装置において、
前記電気推進システムの起動時に前記並列接続切換スイッチのオフ状態で、前記電力変換器へ起動指令を発する手段と、前記電気推進システムの運転中に前記両推進電動機に入力される電流を相互に比較して電流差を求める電流差検出手段と、前記各推進電動機への速度指令と検出速度との偏差が零となるように前記各電力変換器の出力を制御する速度制御部と、前記電流差検出手段により所定値以上の電流差が検出されたとき、前記電流差に応じて前記２台の推進電動機の少なくとも一方の推進電動機側の前記速度制御部における電流指令を補正して、入力電流の小さい方の推進電動機の負荷分担を、入力電流の大きい方の推進電動機の負荷分担より大きくなるように両推進電動機の負荷分担を補正する手段と、前記電流差検出手段により所定値以下の電流差が検出されたとき、前記並列接続切換スイッチの投入を許可する手段とを備えることを特徴とする電気推進システムの運転装置。 - 前記電流差に応じた補正量に所定の増量補正値を加算して、補正量の増量を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の電気推進システムの運転装置。
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2015
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