JP6056233B2 - Propulsion motor device - Google Patents

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JP6056233B2 JP2012158171A JP2012158171A JP6056233B2 JP 6056233 B2 JP6056233 B2 JP 6056233B2 JP 2012158171 A JP2012158171 A JP 2012158171A JP 2012158171 A JP2012158171 A JP 2012158171A JP 6056233 B2 JP6056233 B2 JP 6056233B2
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Description

本発明は、蓄電池を電力源として推進電動機(モータ)を駆動する推進電動機装置に関する。   The present invention relates to a propulsion motor apparatus that drives a propulsion motor (motor) using a storage battery as a power source.

蓄電池を電力源として推進電動機(モータ)を駆動する推進電動機装置は、例えば電気推進船舶の推進機(プロペラ)を回転して推進力を得る動力装置として用いられる。また電気推進船舶の安全航行に対する配慮から、蓄電池を個別に備えた2系統の給電電路を設けると共に、2台の推進電動機を同軸に配置して前記推進機の主軸に連結し、更に前記各推進電動機の回転速度をそれぞれ制御する2台の電力変換装置(インバータ)を設けることで、その駆動系を二重化した推進電動機装置も知られている。   A propulsion motor device that drives a propulsion motor (motor) using a storage battery as a power source is used, for example, as a power device that obtains propulsive force by rotating a propulsion device (propeller) of an electric propulsion vessel. In consideration of safe navigation of electric propulsion vessels, two power feed lines with individual storage batteries are provided, two propulsion motors are arranged coaxially and connected to the main shaft of the propulsion device, and each propulsion There is also known a propulsion motor apparatus in which two drive systems are provided by providing two power converters (inverters) that respectively control the rotation speed of the motor.

この種の推進電動機装置における制御技術として、例えば推進電動機の入力電圧が予め設定された制限電圧よりも低下したときには前記推進電動機の回転速度を低下させ、これによって蓄電池の電池電圧の異常低下を防止することが提唱されている(例えば特許文献1を参照)。また2系統の給電電路にそれぞれ設けた遮断器の一方がトリップしたとき、健全側の給電電路における遮断器がトリップしないように、前記推進電動機の回転速度の上限値を低下させることが提唱されている(例えば特許文献2を参照)。更には2台の推進電動機の一方が故障したとき、他方の推進電動機の回転速度を制限することで前記推進機の駆動を継続することも提唱されている(例えば特許文献3を参照)。   As a control technique in this type of propulsion motor device, for example, when the input voltage of the propulsion motor is lower than a preset limit voltage, the rotation speed of the propulsion motor is decreased, thereby preventing an abnormal decrease in the battery voltage of the storage battery. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, it is proposed that the upper limit value of the rotational speed of the propulsion motor be reduced so that when one of the circuit breakers provided in each of the two power supply lines trips, the circuit breaker in the healthy power supply circuit does not trip. (For example, refer to Patent Document 2). Furthermore, it is also proposed that when one of the two propulsion motors fails, the drive of the propulsion device is continued by limiting the rotational speed of the other propulsion motor (see, for example, Patent Document 3).

特開2008−67525号公報JP 2008-67525 A 特開2010−51041号公報JP 2010-51041 A 特開2007−62407号公報JP 2007-62407 A

ところで電気推進船舶に装備された推進電動機装置の起動に伴って推進電動機が停止から運転状態に移行する際、推進電動機が過負荷・過電流となる現象が知られている。この過負荷・過電流現象は、起動に伴って推進電動機の回転速度が上昇する過程において、船舶の速度が前記推進電動機の回転速度の上昇に追従しない為に発生する現象である。このような過負荷・過電流現象が生じると、前記給電電路に介装された電路保護用の遮断器がトリップして給電ブラックアウトが生じたり、或いは過電流に伴って前記給電電路の電圧(電池電圧)が異常低下して該推進電動機装置の正常動作が阻害される。このような不具合は、継続した安全航行が不可欠な電気推進船舶に重大な支障を来す。   Incidentally, it is known that when a propulsion motor shifts from a stopped state to an operating state with the start of a propulsion motor device installed in an electric propulsion vessel, the propulsion motor becomes overloaded and overcurrent. This overload / overcurrent phenomenon is a phenomenon that occurs because the speed of the ship does not follow the increase in the rotational speed of the propulsion motor in the process in which the rotational speed of the propulsion motor increases with the start-up. When such an overload / overcurrent phenomenon occurs, the circuit protection circuit breaker interposed in the power supply circuit trips to generate a power supply blackout, or the voltage of the power supply circuit ( Battery voltage) is abnormally reduced and normal operation of the propulsion motor device is hindered. Such a failure seriously hinders electric propulsion vessels where continuous safe navigation is essential.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、推進電動機の停止から運転状態への移行過程における過負荷・過電流現象の発生を防止して推進電動機の運転を継続させると共に、電池電圧の異常低下を防止することのできる推進電動機装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to continue the operation of the propulsion motor by preventing the occurrence of an overload / overcurrent phenomenon during the transition from the stoppage of the propulsion motor to the operation state. It is another object of the present invention to provide a propulsion motor apparatus capable of preventing an abnormal decrease in battery voltage.

上述した目的を達成するべく本発明に係る推進電動機装置は、
第1の遮断器を介して第1の蓄電池に接続された第1の給電電路と、
第2の遮断器を介して第2の蓄電池に接続された第2の給電電路と、
同軸に配置されて推進機の主軸に連結された第1および第2の推進電動機と、
前記第1および第2の給電電路の少なくとも一方を介して給電され、速度指令に基づいて前記第1および第2の推進電動機の回転速度をそれぞれ制御する第1および第2の電力変換装置と、
前記第1および第2の給電電路間に設けられて前記第1および第2の電力変換装置への給電経路を切り替える電路スイッチと、
前記第1および第2の給電電路における前記電路スイッチの上流側に設けられて前記第1および第2の給電電路にそれぞれ流れる給電電路電流を検出する第1および第2の電流検出器、並びに前記第1および第2の電力変換装置にそれぞれ給電される電力変換装置入力電流を検出する第3および第4の電流検出器と、
前記第1および第2の遮断器の動作状態、前記第1および第2の電力変換装置の動作状態、並びに前記第1および第2の電流検出器により検出される給電電路電流から運転パターンを判定し、判定した運転パターンに応じて前記第1および第2の推進電動機の回転速度を制限すると共に、前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限する電動機制御装置と
を具備したことを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the propulsion motor device according to the present invention is:
A first feeding circuit connected to the first storage battery via a first circuit breaker;
A second feeder circuit connected to the second storage battery via a second circuit breaker;
First and second propulsion motors disposed coaxially and coupled to a main shaft of the propulsion device;
First and second power converters that are fed via at least one of the first and second feed lines and that control the rotational speeds of the first and second propulsion motors based on speed commands, respectively;
An electric circuit switch that is provided between the first and second electric power supply circuits and switches a power supply path to the first and second power converters;
First and second current detectors that are provided on the upstream side of the circuit switch in the first and second power supply circuits and detect a power supply circuit current flowing in the first and second power supply circuits, respectively; and Third and fourth current detectors for detecting power converter input currents fed respectively to the first and second power converters;
The operation pattern is determined from the operating states of the first and second circuit breakers, the operating states of the first and second power converters, and the feeding circuit current detected by the first and second current detectors. And a motor control device that limits the rotation speeds of the first and second propulsion motors according to the determined operation pattern, and limits the feeding circuit current and the power converter input current, respectively. It is a feature.

好ましくは前記第1および第2の電力変換装置は、前記第1および第2の推進電動機をそれぞれ駆動する電力変換装置出力電流を検出する第5および第6の電流検出器を備え、前記電動機制御装置は、前記第5および第6の電流検出器によりそれぞれ検出される電力変換装置出力電流に従って前記第1および第2の推進電動機をフィードバック制御して前記第1および第2の推進電動機の回転速度を制御する。   Preferably, the first and second power converters include fifth and sixth current detectors for detecting output currents of power converters that drive the first and second propulsion motors, respectively, and the motor control The apparatus feedback-controls the first and second propulsion motors according to the power converter output currents detected by the fifth and sixth current detectors, respectively, and the rotational speeds of the first and second propulsion motors To control.

前記電動機制御装置については、回転速度設定器により設定された回転速度指令の上限を制限して前記推進電動機の回転速度を制限すると共に、上記回転速度指令に応じて生成されて前記第1および第2の電力変換装置の動作を制御する電流指令の上限を制限して前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限するように構成することが好ましい。   For the motor control device, the upper limit of the rotation speed command set by the rotation speed setting device is limited to limit the rotation speed of the propulsion motor, and the first and first motors are generated according to the rotation speed command. It is preferable that the upper limit of the current command for controlling the operation of the second power converter is limited to limit the feeding circuit current and the power converter input current.

具体的には前記電動機制御装置による制限動作は、前記推進電動機の回転速度と該推進電動機の出力トルクとの関係に基づいて、前記第1および第2の推進電動機の停止から運転状態への移行過程、前記第1または第2の遮断器のトリップ時、並びに運転パターンの切り替え時における前記回転速度の上限と前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流の上限をそれぞれ制限して、過負荷と過電流の発生を防止するものである。   Specifically, the limiting operation by the motor control device is based on the relationship between the rotation speed of the propulsion motor and the output torque of the propulsion motor, and the transition from the stop of the first and second propulsion motors to the operating state. Limiting the upper limit of the rotational speed and the upper limit of the feeding line current and the power converter input current during the process, when the first or second circuit breaker is tripped, and when switching the operation pattern, This prevents the occurrence of overcurrent.

好ましくは更に前記第1および第2の給電電路の電圧をそれぞれ検出する第1および第2の電圧検出器を備え、前記電動機制御装置においては、前記第1および第2の電圧検出器により検出される給電電路電圧が規定値に低下したとき、前記第1および第2の推進電動機の回転速度の上限を制限すると共に、前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限して前記給電電路電圧の更なる低下を防止する。   Preferably, the electric motor control device further includes first and second voltage detectors for detecting voltages of the first and second power supply lines, respectively. In the motor control device, the first and second voltage detectors detect the voltages. When the power supply circuit voltage is reduced to a specified value, the upper limit of the rotation speed of the first and second propulsion motors is limited, and the power supply circuit current and the power conversion device input current are limited, respectively. Prevent further voltage drop.

また更に前記第1および第2の推進電動機に対する運転パターン、回転速度制限動作状態、および電流制限動作状態を表示する表示装置を備えることが好ましい。具体的には前記回転速度制限動作状態は、回転速度指令、回転速度制限値および前記推進電動機の実回転速度からなり、また前記電流制限動作状態は、電流制限指令と前記電力変換装置の入力電流および出力電流、並びに給電電路電圧からなる。   Furthermore, it is preferable to provide a display device that displays an operation pattern, a rotational speed limiting operation state, and a current limiting operation state for the first and second propulsion motors. Specifically, the rotational speed limiting operation state includes a rotational speed command, a rotational speed limit value, and an actual rotational speed of the propulsion motor, and the current limiting operation state includes a current limiting command and an input current of the power converter. And the output current and the power supply circuit voltage.

上記構成の推進電動機装置によれば、二重化した給電電路、推進電動機および電力変換装置の前記2系統の給電経路間に設けた電路スイッチにより前記電力変換装置に対する給電経路を切り替えるように構成され、特に前記電路スイッチの上流側における給電電路電流、および前記電路スイッチの下流側における前記電力変換装置への入力電流をそれぞれ検出するので、これらの各電流から当該推進電動機装置の運転パターンを確実に判定することができる。   According to the propulsion motor apparatus having the above-described configuration, the power supply path for the power converter is configured to be switched by an electric circuit switch provided between the two power supply paths of the double power supply circuit, the propulsion motor, and the power converter. Since the power feeding circuit current on the upstream side of the circuit switch and the input current to the power converter on the downstream side of the circuit switch are detected, the operation pattern of the propulsion motor device is reliably determined from these currents. be able to.

その上で当該推進電動機装置の運転パターンに応じて前記推進電動機の回転速度を制限すると共に、前記給電電路電流および電力変換装置入力電流の上限をそれぞれ制限し、特に給電電路電流を制限するので、例えば前記推進電動機の起動時や2系統の給電電路にそれぞれ介装された遮断器の一方のトリップした場合であっても、過負荷・過電流状態に陥ることを確実に防止することができる。この結果、推進電動機の運転を継続させると共に、電路電圧の異常低下を防止することができ、例えば電気推進船舶の継続した安全航行を保証することが可能となる。   Then, while limiting the rotational speed of the propulsion motor according to the operation pattern of the propulsion motor device, and limiting the upper limit of the power supply circuit current and the power converter input current, respectively, especially to limit the power supply circuit current, For example, even when the propulsion motor is started or when one of the circuit breakers provided in the two power supply lines trips, it is possible to reliably prevent an overload / overcurrent state. As a result, it is possible to continue the operation of the propulsion motor and to prevent an abnormal decrease in the circuit voltage, for example, it is possible to ensure continued safe navigation of the electric propulsion ship.

特に前記推進電動機の回転速度と該推進電動機の出力トルクとの関係(推進特性)に基づいて、前記第1および第2の推進電動機の停止から運転状態への移行過程、前記第1および第2の遮断器の一方がトリップした時、並びに運転パターンの切り替え時における前記回転速度と前記各電流をそれぞれ制限するので、過負荷と過電流の発生を効果的に防止することが可能となる。   In particular, based on the relationship (propulsion characteristics) between the rotational speed of the propulsion motor and the output torque of the propulsion motor, the transition process from the stop to the operating state of the first and second propulsion motors, the first and second When one of the circuit breakers trips and when the operation pattern is switched, the rotational speed and the currents are limited, so that it is possible to effectively prevent the occurrence of overload and overcurrent.

更には給電電路電圧が規定値に低下したとき、前記推進電動機の回転速度に制限を加えると共に、前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限するので、前記給電電路電圧の更なる低下を防止して前記蓄電池の電池電圧の異常低下を未然に防ぎ、該蓄電池の電池性能を維持することが可能となる。   Further, when the power supply circuit voltage drops to a specified value, the rotation speed of the propulsion motor is limited, and the power supply circuit current and the power conversion device input current are limited, so that the power supply circuit voltage further decreases. It is possible to prevent the battery voltage of the storage battery from decreasing abnormally and maintain the battery performance of the storage battery.

また表示装置を用いて前記推進電動機に対する回転速度制限動作状態、および前記各電流に対する電流制限動作状態を表示することで、該推進電動機装置の運転状態を、その運転モードと共に監視することが可能となる。   Further, by displaying the rotation speed limiting operation state for the propulsion motor and the current limiting operation state for each current using a display device, the operation state of the propulsion motor device can be monitored together with the operation mode. Become.

本発明の一実施形態に係る推進電動機装置の概略的なシステム構成を示す図。The figure which shows the schematic system configuration | structure of the propulsion motor apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す電動機制御装置における制御系の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of the control system in the electric motor control apparatus shown in FIG. 推進電動機装置(推進電動機)の回転速度と出力トルク(電流)の関係(推進特性)を示す図。The figure which shows the relationship (propulsion characteristic) of the rotational speed and output torque (electric current) of a propulsion motor apparatus (propulsion motor). 2系統給電/2台電動機運転(2B−2M)パターンにおける起動時の運転制御を示す動作タイミング図。The operation | movement timing diagram which shows the operation control at the time of starting in 2 system electric power feeding / 2 units | sets motor operation (2B-2M) pattern. 1系統給電/2台電動機運転(1B−2M)パターンにおける起動時の運転制御を示す動作タイミング図。The operation | movement timing diagram which shows the operation control at the time of starting in 1 system electric power feeding / 2 units | sets motor operation (1B-2M) pattern. 2系統給電から1系統給電への切り替え時における運転制御を示す動作タイミング図。The operation | movement timing diagram which shows the operation control at the time of the switch from 2 system | strain electric power feeding to 1 system | strain electric power feeding. 推進電動機の回転速度に対する出力トルク(電流)の配分特性を示す図。The figure which shows the distribution characteristic of the output torque (electric current) with respect to the rotational speed of a propulsion motor. 図1に示す推進電動機装置の運転モードと電流制限の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the operation mode of the propulsion motor apparatus shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る推進電動機装置について説明する。
この推進電動機装置は、例えば電気推進船舶に装備されるもので、図1は推進電動機装置の概略的なシステム構成を示している。尚、図1においては徒な煩雑化を避ける為に、以下に説明する蓄電池に対する充電用の発電機や、当該電気推進船舶に装備される各種電子・電気機器、いわゆる補機に対する給電電路については省略してある。
Hereinafter, a propulsion motor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
This propulsion motor apparatus is installed in, for example, an electric propulsion ship, and FIG. 1 shows a schematic system configuration of the propulsion motor apparatus. In FIG. 1, in order to avoid complicated complications, a power generator for charging a storage battery, which will be described below, and various electric / electronic devices equipped on the electric propulsion ship, a so-called auxiliary power supply circuit It is omitted.

図1において1a,1bは船舶の電力源である第1および第2の蓄電池(B1,B2)である。これらの各蓄電池1a,1bには、電路保護用の第1および第2の遮断器(CB1,CB2)2a,2bおよび第1および第2の電流検出器(シャント抵抗;SH1,SH2)3a,3bがそれぞれ介装された電力供給ラインが接続され、第1および第2の給電電路4a,4bが形成されている。   In FIG. 1, 1a and 1b are the 1st and 2nd storage batteries (B1, B2) which are the power sources of a ship. Each of these storage batteries 1a, 1b includes first and second circuit breakers (CB1, CB2) 2a, 2b and first and second current detectors (shunt resistors; SH1, SH2) 3a, The power supply lines interposing 3b are connected to form first and second power feeding lines 4a and 4b.

一方、船舶の推進力を得る推進機(プロペラ)Pの主軸には、同軸に配置された第1および第2の推進電動機(モータ;M1,M2)5a,5bが連結されている。これらの推進電動機5a,5bは、第1および第2の電力変換装置(インバータ;INV1,INV2)6a,6bによりそれぞれ駆動されるもので、各電力変換装置6a,6bは前記各推進電動機5a,5bの回転速度をそれぞれ制御する役割を担う。   On the other hand, first and second propulsion motors (motors; M1, M2) 5a and 5b arranged coaxially are connected to a main shaft of a propulsion device (propeller) P that obtains the propulsive force of the ship. These propulsion motors 5a and 5b are respectively driven by first and second power converters (inverters; INV1 and INV2) 6a and 6b. The power converters 6a and 6b are respectively connected to the propulsion motors 5a and 6b. It plays a role of controlling the rotational speed of 5b.

第1および第2の電力変換装置6a,6bには、前述した第1および第2の給電電路4a,4bの各給電点(S1,S2)から第3および第4の電流検出器(シャント抵抗;SH3,SH4)7a,7bをそれぞれ介して電力が給電される。そして第1および第2の電力変換装置6a,6bは、後述する回転速度指令に基づいて上記供給電力を電力変換することで前記各推進電動機5a,5bに出力する駆動電流をそれぞれ増減し、これによって前記各推進電動機5a,5bの回転速度を制御する。   The first and second power converters 6a and 6b include third and fourth current detectors (shunt resistors) from the feeding points (S1 and S2) of the first and second feeding electric paths 4a and 4b described above. Power is supplied through SH3 and SH4) 7a and 7b, respectively. The first and second power converters 6a, 6b respectively increase / decrease the drive current output to each of the propulsion motors 5a, 5b by converting the power supplied based on a rotational speed command to be described later. To control the rotational speed of the propulsion motors 5a and 5b.

前記第1および第2の電力変換装置6a,6bによる前記各推進電動機5a,5bの駆動電流、即ち、前記各電力変換装置6a,6bがそれぞれ出力する電力変換装置出力電流(以下、出力電流と略す)Im1,Im2は、前記各電力変換装置6a,6bの電流出力ラインにそれぞれ介装された第5および第6の電流検出器(カレントトランス;CT1,CT2)8a,8bにより検出され、前記各電力変換装置6a,6bのフィードバック制御に用いられる。   Driving currents of the propulsion motors 5a and 5b by the first and second power converters 6a and 6b, that is, power converter output currents (hereinafter referred to as output currents) output from the power converters 6a and 6b, respectively. (Abbreviated) Im1, Im2 are detected by fifth and sixth current detectors (current transformers; CT1, CT2) 8a, 8b respectively interposed in the current output lines of the respective power converters 6a, 6b. It is used for feedback control of each power converter 6a, 6b.

また前記第1および第2の給電電路4a,4bにおける前記各給電点(S1,S2)の間には、前記第1および第2の蓄電池1a,1bから前記第1および第2の電力変換装置6a,6bに至る電力供給路を切り替える電路スイッチ(SWLC)9が設けられている。この電路スイッチ9は、通常は導通(閉路)しており、前記第1の蓄電池1aから第1の給電電路4aを介して供給される電力が前記第1および第2の電力変換装置6a,6bにそれぞれ給電される。また前記第2の蓄電池1bから第2の給電電路4bを介して供給される電力もまた前記第1および第2の電力変換装置6a,6bにそれぞれ給電される。換言すれば前記電路スイッチ9を介して前記給電電路4a,4bを相互に接続することにより、前記給電電路4a,4bが並列に使用され、且つ前記推進電動機5a,5bが並列運転される。   Further, between the feeding points (S1, S2) in the first and second feeding power paths 4a, 4b, the first and second power converters from the first and second storage batteries 1a, 1b. An electric circuit switch (SWLC) 9 for switching the power supply path to 6a and 6b is provided. The electric circuit switch 9 is normally conductive (closed), and the electric power supplied from the first storage battery 1a via the first power supply electric circuit 4a is the first and second power converters 6a and 6b. Each is supplied with power. The power supplied from the second storage battery 1b via the second power supply circuit 4b is also supplied to the first and second power converters 6a and 6b, respectively. In other words, by connecting the power supply lines 4a and 4b to each other via the electric circuit switch 9, the power supply lines 4a and 4b are used in parallel, and the propulsion motors 5a and 5b are operated in parallel.

尚、図中10a,10bは前記各給電電路4a,4bの給電電路電圧(以下、電路電圧と略す)VM1,VM2をそれぞれ検出する電圧検出器(VD1,VD2)であり、また図中11a,11bは前記各推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2をそれぞれ検出する回転速度検出器(TD1,TD2)である。更に図中12a,12bは、前記各遮断器2a,2bの動作状態(トリップ)を示す信号AX1,AX2を出力する補助接点を示している。   In the figure, reference numerals 10a and 10b denote voltage detectors (VD1 and VD2) for respectively detecting power supply circuit voltages (hereinafter abbreviated as electric circuit voltages) VM1 and VM2 of the power supply circuits 4a and 4b. Reference numeral 11b denotes rotational speed detectors (TD1, TD2) for detecting the actual rotational speeds Ni1, Ni2 of the propulsion motors 5a, 5b, respectively. Further, 12a and 12b in the figure indicate auxiliary contacts for outputting signals AX1 and AX2 indicating the operating states (trips) of the circuit breakers 2a and 2b.

さて前記推進電動機5a,5bの動作を制御する電動機制御装置13は、基本的には回転速度設定器(VRN)14に設定された回転速度設定値Nsに基づいて、前記回転速度検出器11a,11bにてそれぞれ検出される前記推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2との間で誤差演算して前記各電力変換装置6a,6bの出力電流Im1,Im2をフィードバック制御し、これによって前記推進電動機5a,5bの回転速度を制御する。また同時に前記電動機制御装置13は、前記第1〜第6の電流検出器3a,3b,7a,7b,8a,8bによりそれぞれ検出される電流、および前記第1および第2の電圧検出器10a,10bによりそれぞれ検出される電圧に従って、前記各推進電動機5a,5bの回転速度を制限すると共に、前述した各電流をそれぞれ制限する。   The motor controller 13 for controlling the operation of the propulsion motors 5a and 5b is basically based on the rotational speed set value Ns set in the rotational speed setter (VRN) 14, and the rotational speed detectors 11a, 11a, An error is calculated between the actual rotational speeds Ni1 and Ni2 of the propulsion motors 5a and 5b detected at 11b, and the output currents Im1 and Im2 of the power converters 6a and 6b are feedback-controlled, thereby The rotational speed of the propulsion motors 5a and 5b is controlled. At the same time, the motor control device 13 includes the currents detected by the first to sixth current detectors 3a, 3b, 7a, 7b, 8a, 8b, and the first and second voltage detectors 10a, The rotational speeds of the propulsion motors 5a and 5b are limited according to the voltages detected by the motor 10b, and the currents described above are limited.

具体的には前記電動機制御装置13は、例えば図2に示すような制御系を構築する。図2は推進電動機装置における制御系の概略構成を示すブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付して示してある。この電動機制御装置13は、概略的には前述した2系統の給電電路4a,4bおよび電力変換装置6a,6bのそれぞれに対する回転速度フィードバック制御系、入力電流フィードバック制御系、および出力電流フィードバック制御系を備える。   Specifically, the motor control device 13 constructs a control system as shown in FIG. 2, for example. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in the propulsion motor apparatus. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. This electric motor control device 13 roughly includes a rotation speed feedback control system, an input current feedback control system, and an output current feedback control system for each of the above-described two systems of the power feed paths 4a and 4b and the power converters 6a and 6b. Prepare.

前記回転速度フィードバック制御系は、前記回転速度設定器14にて設定され回転速度設定値Nsに基づいて生成された加減速指令Ns2と、前記回転速度検出器11a,11bにて検出された実回転速度Ni1,Ni2との差を求める差分器(a1,a2)21a,21bと、これらの差分器21a,21bの各出力に応じた制御指令IsR1,IsR2を得る速度調節器(ASR1,ASR2)22a,22bとにより構築される。   The rotational speed feedback control system includes an acceleration / deceleration command Ns2 set by the rotational speed setter 14 and generated based on the rotational speed set value Ns, and the actual rotation detected by the rotational speed detectors 11a and 11b. Differentiators (a1, a2) 21a, 21b for obtaining differences from the speeds Ni1, Ni2, and speed regulators (ASR1, ASR2) 22a for obtaining control commands IsR1, IsR2 corresponding to the outputs of these differentiators 21a, 21b , 22b.

尚、前記加減速指令Ns2は、回転速度制限器(LMN)23により前記回転速度設定値Nsに回転速度制限を加えた回転速度指令Ns1に、加減速時間設定器24により定められた応答時間を加味して生成される。ここで上記加減速時間設定器24は、前記回転速度設定器14により可変設定される回転速度設定値Nsを制定するまでの加減速時間(応答特性)を、急加減速(F;100%)から緩加減速(S;0%)の間で設定するものである。   The acceleration / deceleration command Ns2 has a response time determined by an acceleration / deceleration time setter 24 to a rotation speed command Ns1 obtained by adding a rotation speed limit to the rotation speed set value Ns by a rotation speed limiter (LMN) 23. Generated with consideration. Here, the acceleration / deceleration time setter 24 determines the acceleration / deceleration time (response characteristic) until the rotation speed set value Ns variably set by the rotation speed setter 14 is established, as a rapid acceleration / deceleration (F; 100%). To a slow acceleration / deceleration (S; 0%).

一方、前記回転速度フィードバック制御系の速度調節器22a,22bが出力する制御指令IsR1,IsR2を入力するトルク演算器(T1,T2)25a,25bは、前記回転速度検出器11a,11bにおいて検出された実回転速度Ni1,Ni2と、前記電流検出器7a,7bにて検出された電力変換装置入力電流(以下、入力電流と略す)IM1,IM2とに従って前記推進電動機5a,5bに対するトルク演算を行い、後述するトルク配分を行って前記電力変換装置6a,6bの動作を制御する電流指令Is1,Is2を出力する。これらの電流指令Is1,Is2は電路電流制限器(LIS1,LIS2)26a,26bおよび入力電流制限器(LIM1,LIM2)27a,27bを順に介して前記入力電流フィードバック制御系に入力される。そしてこの入力電流フィードバック制御系の出力は前記出力電流フィードバック制御系に入力される。   On the other hand, torque calculators (T1, T2) 25a, 25b that receive control commands IsR1, IsR2 output from the speed adjusters 22a, 22b of the rotational speed feedback control system are detected by the rotational speed detectors 11a, 11b. The torque calculation for the propulsion motors 5a and 5b is performed according to the actual rotational speeds Ni1 and Ni2 and the power converter input currents (hereinafter abbreviated as input currents) IM1 and IM2 detected by the current detectors 7a and 7b. Then, current commands Is1 and Is2 for controlling the operation of the power converters 6a and 6b are output by performing torque distribution described later. These current commands Is1 and Is2 are input to the input current feedback control system through the circuit current limiters (LIS1, LIS2) 26a, 26b and the input current limiters (LIM1, LIM2) 27a, 27b in this order. The output of the input current feedback control system is input to the output current feedback control system.

即ち、前記入力電流フィードバック制御系は、上述した電路電流制限器26a,26bおよび前記入力電流制限器27a,27bを順に介して上限が制限された電流指令IsL1,IsL2と、前記電流検出器7a,7bにて検出された入力電流IM1,IM2との差を差分器(b1,b2)28a,28bにて求め、電流調節器(ACR1,ACR2)29a,29bにより前記差分器28a,28bの各出力に応じた制御指令IsL3,IsL4を得るように構築される。   That is, the input current feedback control system includes the current commands IsL1 and IsL2 whose upper limits are limited through the above-described circuit current limiters 26a and 26b and the input current limiters 27a and 27b in order, and the current detector 7a, Differences between the input currents IM1 and IM2 detected at 7b are obtained by differentiators (b1, b2) 28a and 28b, and outputs from the differentiators 28a and 28b are obtained by current regulators (ACR1, ACR2) 29a and 29b. Is constructed so as to obtain control commands IsL3 and IsL4 according to the above.

また前記出力電流フィードバック制御系は、前記入力電流フィードバック制御系の前記電流調節器29a,29bから出力される制御指令IsL3,IsL4と、前記電流検出器8a,8bにて検出された出力電流Im1,Im2との差を求める差分器(c1,c2)30a,30bと、これらの差分器30a,30bの各出力に応じた制御出力SIV1,SIV2を得る電流調節器(ACR3,ACR4)31a,31bとにより構築される。これらの制御出力SIV1,SIV2によって前記電力変換装置6a,6bの各出力電流Im1,Im2がそれぞれフィードバック制御される。   The output current feedback control system includes control commands IsL3 and IsL4 output from the current regulators 29a and 29b of the input current feedback control system, and output current Im1 detected by the current detectors 8a and 8b. Difference units (c1, c2) 30a, 30b for obtaining a difference from Im2, current regulators (ACR3, ACR4) 31a, 31b for obtaining control outputs SIV1, SIV2 corresponding to the outputs of these difference units 30a, 30b, It is constructed by. The output currents Im1 and Im2 of the power converters 6a and 6b are feedback-controlled by the control outputs SIV1 and SIV2, respectively.

ここで前述した回転速度制限器23に設定される回転速度上限信号NsLは、制御演算選択・判別部32から与えられる。そして前記回転速度制限器23は上記回転速度上限信号NsLに基づいて、前記回転速度設定器14にて設定された回転速度設定値Nsに対する上限を制限することで回転速度制限した回転速度指令Ns1を生成する。具体的には前記制御演算選択・判別部32は、例えば前記推進電動機5a,5bの駆動電流(入力電流)IM1,IM2を[1/2]に低減する場合、その回転速度を70%に制限する回転速度上限信号NsLを出力する。この70%の回転速度制限は、推進電動機5a,5bの駆動電流IMがその回転速度nの2乗に比例する(IM∝n)ことに立脚している。 The rotational speed upper limit signal NsL set in the rotational speed limiter 23 described above is given from the control calculation selection / determination unit 32. Then, the rotational speed limiter 23 outputs a rotational speed command Ns1 whose rotational speed is limited by limiting the upper limit for the rotational speed set value Ns set by the rotational speed setter 14 based on the rotational speed upper limit signal NsL. Generate. Specifically, the control calculation selection / determination unit 32 limits the rotation speed to 70% when, for example, the drive currents (input currents) IM1 and IM2 of the propulsion motors 5a and 5b are reduced to [1/2]. The rotation speed upper limit signal NsL to be output is output. The rotation speed limitation of 70% is based on the fact that the drive current IM of the propulsion motors 5a and 5b is proportional to the square of the rotation speed n (IM∝n 2 ).

また前記トルク演算器25a,25bに与えられるトルク制御信号TK1,TK2は、配分設定器33により設定される。この配分設定器33は、前記制御演算選択・判別部32から出力される配分信号K1,K2に従って、前述した2系統の推進電動機5a,5bにそれぞれ配分するトルク比を決定して前記トルク制御信号TK1,TK2を求める。具体的には前記配分信号K1,K2により示される配分比が[1:1]である場合には、前記トルク制御信号TK1,TK2は[50%,50%]として設定される。   The torque control signals TK1 and TK2 given to the torque calculators 25a and 25b are set by the distribution setting unit 33. The distribution setting unit 33 determines the torque ratio to be distributed to the two systems of the propulsion motors 5a and 5b according to the distribution signals K1 and K2 output from the control calculation selection / discrimination unit 32, and the torque control signal. TK1 and TK2 are obtained. Specifically, when the distribution ratio indicated by the distribution signals K1 and K2 is [1: 1], the torque control signals TK1 and TK2 are set as [50%, 50%].

また前記電路電流制限器26a,26bに設定する電流制限信号IsLs1,IsLs2は、配分器34により決定される。この配分器34は、前記配分信号K1,K2に基づいて前記制御演算選択・判別部32から出力される電流制限指令IsLsを、前述した2系統の推進電動機5a,5bに配分したトルクの配分比に対応させて配分し、前記各給電電路4a,4bにそれぞれ流れる給電電路電流(以下、電路電流と略す)IS1,IS2の上限を規定する電流制限信号IsLs1,IsLs2を決定する。これによって前記電路電流制限器26a,26bは、前記電流制限信号IsLs1,IsLs2を上限として、前記トルク演算器25a,25bから出力される電流指令Is1,Is2に対する電流制限を実行する。   The current limit signals IsLs1 and IsLs2 set in the circuit current limiters 26a and 26b are determined by the distributor 34. The distributor 34 distributes the current limit command IsLs output from the control calculation selection / discrimination unit 32 based on the distribution signals K1 and K2 to the two propulsion motors 5a and 5b described above. The current limiting signals IsLs1 and IsLs2 that define the upper limits of the feeding circuit currents (hereinafter abbreviated as circuit currents) IS1 and IS2 that flow through the feeding circuits 4a and 4b, respectively, are determined. As a result, the circuit current limiters 26a and 26b limit the current commands Is1 and Is2 output from the torque calculators 25a and 25b with the current limit signals IsLs1 and IsLs2 as upper limits.

更に前記入力電流制限器27a,27bに設定する電流制限信号IsLM1,IsLM2は、電流制限設定・選択器35において決定される。この電流制限設定・選択器35は、第1および第2の電流制限設定器(VRL1MA,VRL1MB)36a,36bによりそれぞれ設定された電流制限設定信号IsLmA,IsLmBを入力する。尚、第1の電流制限設定器36aは、2系統給電時における電流制限設定信号IsLmAを設定するものであり、また第2の電流制限設定器36bは、1系統給電時における電流制限設定信号IsLmBを設定するものである。   Further, current limit signals IsLM1 and IsLM2 set in the input current limiters 27a and 27b are determined by the current limit setting / selecting unit 35. The current limit setting / selector 35 receives the current limit setting signals IsLmA and IsLmB set by the first and second current limit setting units (VRL1MA, VRL1MB) 36a and 36b, respectively. The first current limit setting unit 36a sets a current limit setting signal IsLmA at the time of two-system power supply, and the second current limit setting device 36b sets a current limit setting signal IsLmB at the time of one-system power supply. Is set.

そして前記電流制限設定・選択器35は、前記各電力変換装置6a,6bからそれぞれ出力される停止信号St1,St2および前記補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2に基づいて2系統給電であるか、或いは1系統給電であるかを判定する。その上で前記電流制限設定・選択器35は上記判定結果に従って前記電流制限設定信号IsLmA,IsLmBの一方を選択し、選択した電流制限設定信号IsLmA(IsLmB)を前記配分信号K1,K2に従って配分して前記電流制限信号IsLM1,IsLM2を決定する。   The current limit setting / selector 35 is a two-system power supply based on stop signals St1 and St2 output from the power converters 6a and 6b and output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b, respectively. Or whether it is one-system power supply. Then, the current limit setting / selector 35 selects one of the current limit setting signals IsLmA and IsLmB according to the determination result, and distributes the selected current limit setting signal IsLmA (IsLmB) according to the distribution signals K1 and K2. The current limit signals IsLM1 and IsLM2 are determined.

これらの回転速度制限および電流制限の制御機能に加えて前記電動機制御装置13は、更に前記各給電電路4a,4bの電路電圧(蓄電池1a,1bの給電電圧)VM1,VM2が規定値よりも低下することを防止する電圧制限機能を備える。この電圧制限は、前記制御演算選択・判別部32において、電圧制限設定器(VRLs)37に設定された電圧制限値VsLと前記電圧検出器10a,10bにて検出された電路電圧VM1,VM2とを比較することによって行われる。そして制御演算選択・判別部32は、前記電路電圧VM1,VM2が前記電圧制限値VsLまで低下したとき、前述した電流制限指令IsLsを制御(低減)して前記電路電圧(蓄電池1a,1bの給電電圧)VM1,VM2の、それ以上の低下を防止する。この電圧制限機能により、前記第1および第2の蓄電池1a,1bの異常な電圧低下が防止される。   In addition to these rotational speed limit and current limit control functions, the motor control device 13 further reduces the circuit voltages (power supply voltages of the storage batteries 1a and 1b) VM1 and VM2 of the power supply circuits 4a and 4b below a specified value. A voltage limiting function is provided to prevent this. This voltage limit is determined by the control calculation selection / determination unit 32 with the voltage limit value VsL set in the voltage limit setter (VRLs) 37 and the circuit voltages VM1 and VM2 detected by the voltage detectors 10a and 10b. Done by comparing. The control calculation selection / determination unit 32 controls (reduces) the above-described current limit command IsLs when the circuit voltage VM1 and VM2 are reduced to the voltage limit value VsL, and supplies the circuit voltage (power supply of the storage batteries 1a and 1b). Voltage) Prevent further decrease in VM1 and VM2. This voltage limiting function prevents an abnormal voltage drop of the first and second storage batteries 1a and 1b.

尚、このような電流制限の下で前記電路電流IS1,IS2および前記入力電流IM1,IM2がそれぞれ電流制限された条件下でフィードバック制御される前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2およびその出力電流(推進電動機駆動電流)Im1,Im2、更には回転速度制限された前記推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2等は、監視表示装置38において表示される。
[推進電動機装置の運転パターン]
Note that the input currents IM1, IM2 and the input currents IM1, IM2 of the power converters 6a, 6b, which are feedback-controlled under such current-limited conditions, the circuit currents IS1, IS2 and the input currents IM1, IM2, respectively. The output currents (propulsion motor drive currents) Im1, Im2, and the actual rotational speeds Ni1, Ni2 of the propulsion motors 5a, 5b whose rotational speeds are limited are displayed on the monitor display device 38.
[Operation pattern of propulsion motor device]

ここで上述した2系統の給電電路4a,4b、2台の推進電動機5a,5b、および2台の電力変換装置6a,6bを備えて前記推進機Pに対する駆動系を二重化した推進電動機装置の運転パターンについて説明する。尚、前記第1および第2の遮断器2a,2bは、定常的には導通(閉路)状態にあり、その補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2はオン(on)となっている。また前記電路スイッチ9も、前述したように定常的には導通(閉路)状態にある。   Here, the operation of the propulsion motor apparatus having the above-described two-system power feed lines 4a and 4b, two propulsion motors 5a and 5b, and two power converters 6a and 6b and having a double drive system for the propulsion machine P is provided. The pattern will be described. The first and second circuit breakers 2a and 2b are normally in a conductive (closed) state, and the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b are turned on. Further, as described above, the electric circuit switch 9 is also normally in a conductive (closed) state.

従って定常時には前記第1の蓄電池1aから前記第1の給電電路4aを介して流れる電路電流IS1は、前記第1の推進電動機5a側に給電されると共に、前記電路スイッチ9を介して前記第2の推進電動機5b側にも給電される。また前記第2の蓄電池1bから前記第2の給電電路4bを介して流れる電路電流IS2は、前記第2の推進電動機5b側に給電されると共に、前記電路スイッチ9を介して前記第1の推進電動機5a側にも給電される。   Accordingly, the circuit current IS1 flowing from the first storage battery 1a through the first power supply circuit 4a during normal operation is supplied to the first propulsion motor 5a side, and the second current is transmitted through the circuit switch 9. Power is also supplied to the propulsion motor 5b side. The circuit current IS2 flowing from the second storage battery 1b through the second power supply circuit 4b is fed to the second propulsion motor 5b side, and the first propulsion is transmitted through the circuit switch 9. Power is also supplied to the electric motor 5a side.

そして前記第1の電力変換装置6aは、上述した如く給電される入力電流IM1を入力し、これを電力変換した出力電流Im1を前記第1の推進電動機5aに与えて該推進電動機5aを回転駆動する。同様に前記第2の電力変換装置6aは、上述した如く給電される入力電流IM2を入力し、これを電力変換した出力電流Im2を前記第2の推進電動機5bに与えて該推進電動機5bを回転駆動する。この運転状態が2系統給電・2台電動機運転パターン(2B−2M)である。   The first power converter 6a receives the input current IM1 fed as described above, and supplies the first propulsion motor 5a with the output current Im1 obtained by converting the input current IM1, thereby rotationally driving the propulsion motor 5a. To do. Similarly, the second power converter 6a receives the input current IM2 fed as described above, and supplies the second propulsion motor 5b with the output current Im2 obtained by converting the input current IM2, thereby rotating the propulsion motor 5b. To drive. This operation state is a two-system power supply / two-motor operation pattern (2B-2M).

ところで第1および第2の推進電動機5a,5bの一方に何等かの障害が発生した場合には、障害が生じた一方の推進電動機5a(5b)の運転を停止し、他方の健全な1台の推進電動機5b(5a)だけを運転する。障害が生じた推進電動機5a(5b)の運転停止は、前記電動機制御装置13による制御によってなされる。この運転状態が2系統給電・1台電動機運転パターン(2B−1M)である。   When any failure occurs in one of the first and second propulsion motors 5a and 5b, the operation of the one propulsion motor 5a (5b) in which the failure has occurred is stopped, and the other healthy one Only the propulsion motor 5b (5a) is operated. The operation of the propulsion motor 5a (5b) in which the failure has occurred is stopped by the control by the motor control device 13. This operation state is a two-system power supply / one-motor operation pattern (2B-1M).

これに対して何等かの不具合が発生して前記第1および第2の給電電路4a,4bの一方に過電流が流れ、その給電電路4a(4b)に介装された遮断器2a(2b)がトリップ(遮断)した場合、他方の健全な給電電路4b(4a)からだけの給電となる。そしてこの給電電路4b(4a)から給電される電路電流IS2(IS1)は、前述したように第1および第2の推進電動機5a,5b側にそれぞれ給電され、2台の推進電動機5a,5bが運転される。尚、前記遮断器2a,2bのトリップは、前記補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2がオフ(off)となったことから検出される。この運転状態が1系統給電・2台電動機運転パターン(1B−2M)である。   On the other hand, when some trouble occurs, an overcurrent flows through one of the first and second power supply circuits 4a and 4b, and the circuit breaker 2a (2b) interposed in the power supply circuit 4a (4b). Is tripped (shut off), power is supplied only from the other healthy power supply circuit 4b (4a). Then, the circuit current IS2 (IS1) fed from the power feeding circuit 4b (4a) is fed to the first and second propulsion motors 5a and 5b, as described above, and the two propulsion motors 5a and 5b are supplied. Driven. The trip of the circuit breakers 2a and 2b is detected because the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b are turned off. This operation state is a one-system power supply / two-motor operation pattern (1B-2M).

また前述した如く第1および第2の給電電路4a,4bにそれぞれ介装された遮断器2a,2bの一方がトリップ(遮断)し、同時に第1および第2の推進電動機5a,5bの一方に何等かの障害が発生した場合、他方の健全な1台の推進電動機5b(5a)だけを運転することになる。この場合、健全な給電電路4a(4b)から、健全な推進電動機5b(5a)側に対してだけ給電し、障害が生じた推進電動機5a(5b)側への給電を停止するために、その組み合わせに応じて前記電路スイッチ9が遮断(開放)される。   Further, as described above, one of the circuit breakers 2a and 2b interposed in the first and second power feed lines 4a and 4b trips (breaks), and simultaneously, one of the first and second propulsion motors 5a and 5b If any failure occurs, only the other healthy propulsion motor 5b (5a) is operated. In this case, in order to supply power only from the healthy power supply circuit 4a (4b) to the healthy propulsion motor 5b (5a) side and to stop power supply to the propulsion motor 5a (5b) side where the failure has occurred, The electric circuit switch 9 is cut off (opened) according to the combination.

具体的には第1の給電電路4aから第1の推進電動機5a側にだけ給電する場合、或いは第2の給電電路4bから第2の推進電動機5b側にだけ給電する場合には前記電路スイッチ9が遮断(開路)される。逆に第1の給電電路4aから第2の推進電動機5a側にだけ給電する場合、或いは第2の給電電路4bから第1の推進電動機5a側にだけ給電する場合には前記電路スイッチ9は導通(閉路)状態に保たれる。このような運転状態が1系統給電・1台電動機運転パターン(1B−1M)である。
[推進電動機の推進特性]
Specifically, when power is supplied only from the first power supply circuit 4a to the first propulsion motor 5a, or when power is supplied only from the second power supply circuit 4b to the second propulsion motor 5b, the circuit switch 9 is used. Is cut off (opened). Conversely, when power is supplied only from the first power supply circuit 4a to the second propulsion motor 5a, or when power is supplied only from the second power supply circuit 4b to the first propulsion motor 5a, the circuit switch 9 is turned on. (Closed) state is maintained. Such an operation state is a one-system power supply / one-motor operation pattern (1B-1M).
[Propulsion characteristics of propulsion motors]

ここで前記推進機Pを駆動する推進電動機装置の推進特性について説明する。図3は推進電動機装置の回転速度nと、該推進電動機装置の出力トルクTおよび入力電流IMの関係を示している。ちなみに電路電圧VM1,VM2は一定であること、第1および第2の電力変換装置INV1,INV2並びに第1および第2の推進電動機M1,M2の効率を無視するならば、推進電動機装置の出力トルクTは入力電流IMに比例し、更に回転速度nの2乗に比例する[T ∝ IM ∝ n]。 Here, the propulsion characteristics of the propulsion motor apparatus that drives the propulsion machine P will be described. FIG. 3 shows the relationship between the rotational speed n of the propulsion motor device, the output torque T of the propulsion motor device, and the input current IM. Incidentally, if the circuit voltages VM1 and VM2 are constant and the efficiency of the first and second power converters INV1 and INV2 and the first and second propulsion motors M1 and M2 is ignored, the output torque of the propulsion motor apparatus T is proportional to the input current IM, further proportional to the square of the rotational speed n [T α IM α n 2 ].

図3において0からa点に至る実線で示す特性(フリーラン特性)Aは、船舶が所定の速度で航行しているときにおける推進電動機装置(2台の推進電動機5a,5b)の回転速度nと、その合計出力トルクT(入力電流IMに比例)との関係を示している。そして2台の推進電動機5a,5bが同一特性を有するとすれば、各推進電動機5a,5bの分担特性、換言すれば電動機1台当たりの個々の推進電動機5a,5bの回転速度nと出力トルクTとの関係は前記特性Aの[1/2]、つまり図3において0からb点に至る実線で示す特性(フリーラン特性)Bとなる。   In FIG. 3, a characteristic (free-run characteristic) A indicated by a solid line from 0 to point a is a rotational speed n of the propulsion motor device (two propulsion motors 5a and 5b) when the ship is navigating at a predetermined speed. And the total output torque T (proportional to the input current IM). If the two propulsion motors 5a and 5b have the same characteristics, the sharing characteristics of the propulsion motors 5a and 5b, in other words, the rotational speed n and the output torque of the individual propulsion motors 5a and 5b per motor. The relationship with T is [1/2] of the characteristic A, that is, a characteristic (free-run characteristic) B indicated by a solid line from 0 to point b in FIG.

これらのフリーラン特性A,Bにそれぞれ示されるように、2台または1台の推進電動機の出力トルクTまたはその入力電流IMを100%から50%に低減した場合、その回転速度nは100%から70%に低下する。逆に2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ70%の回転速度で運転すれば、全体として100%の出力トルクが得られ、またその合計入力電流IMも100%となる。   As indicated by these free-run characteristics A and B, respectively, when the output torque T or the input current IM of two or one propulsion motor is reduced from 100% to 50%, the rotational speed n is 100%. To 70%. Conversely, if the two propulsion motors 5a and 5b are each operated at a rotational speed of 70%, an overall output torque of 100% is obtained, and the total input current IM is also 100%.

一方、図3において0からe点に至る破線で示す特性(デッドプル特性)Eは、船舶が停止状態にあるときに2台の推進電動機5a,5bを所定の回転速度で運転する際の回転速度nと合計出力トルクT(入力電流IMに比例)との関係を示している。この場合における各推進電動機5a,5bの分担特性は、前記2台の推進電動機5a,5bが同一特性を有するとして前記特性Eの[1/2]、つまり図3において0からf点に至る破線で示す特性(デッドプル特性)Fとなる。   On the other hand, a characteristic (dead-pull characteristic) E indicated by a broken line from 0 to point e in FIG. 3 is a rotational speed when the two propulsion motors 5a and 5b are operated at a predetermined rotational speed when the ship is stopped. The relationship between n and the total output torque T (proportional to the input current IM) is shown. In this case, the sharing characteristics of the propulsion motors 5a and 5b are [1/2] of the characteristic E, assuming that the two propulsion motors 5a and 5b have the same characteristics, that is, a broken line from 0 to the point f in FIG. (Dead pull characteristic) F shown in FIG.

そしてデッドプル特性Eに示されるように、2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ70%の回転速度で運転すれば、全体として100%を超える出力トルクが得られるが、その合計入力電流IMも100%を大きく超え、過電流が発生する。従ってこの場合、過電流が発生しないようにするには、2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ略50%の回転速度で運転する必要があることが示される。
[2系統給電および1系統給電時の基本動作]
As shown by the dead pull characteristic E, if the two propulsion motors 5a and 5b are each operated at a rotational speed of 70%, an output torque exceeding 100% can be obtained as a whole, but the total input current IM is also 100. %, And overcurrent occurs. Therefore, in this case, it is indicated that it is necessary to operate the two propulsion motors 5a and 5b at a rotational speed of approximately 50% in order to prevent an overcurrent from occurring.
[Basic operation at the time of dual power supply and single power supply]

さて前記電動機制御装置13は、図3に示す推進電動機装置の推進特性に基づいて前記推進電動機5a,5bの運転をそれぞれ制御する。ちなみに2系統給電であるか、或いは1系統給電であるかは、前述した遮断器2a,2bの補助接点12a,12Bの出力信号AX1,AX2を検出することにより判定される。この判定は、前述した制御演算選択・判別部32において実行される。   Now, the motor control device 13 controls the operation of the propulsion motors 5a and 5b based on the propulsion characteristics of the propulsion motor device shown in FIG. Incidentally, it is determined by detecting the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12B of the circuit breakers 2a and 2b described above whether the power supply is two-system power supply or one-system power supply. This determination is executed by the control calculation selection / determination unit 32 described above.

前記補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2が共にオン(on)である場合、前記制御演算選択・判別部32は2系統給電であると判定する。そして制御演算選択・判別部32は、前記第1の電流制限設定器36aにより設定された電流制限設定信号IsLmAを選択して2系統給電の電流制限指令IsLsを出力すると共に、2系統給電時における推進電動機5a,5bに対する回転速度上限信号NsLを出力する。   When the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b are both on, the control calculation selection / determination unit 32 determines that the two-system power feeding is being performed. The control calculation selection / determination unit 32 selects the current limit setting signal IsLmA set by the first current limit setting unit 36a and outputs the current limit command IsLs for the two-system power supply. A rotation speed upper limit signal NsL for the propulsion motors 5a and 5b is output.

このときの前述した制限動作については、電動機1台分当たりの図3に示すフリーラン特性Bにおいて回転速度が100%となるb点での電流(電流上限)から所定の余裕αを見込んで設定した電流制限信号IsLM1,IsLM2(図3のレベルgを参照)を用いて入力電流IM1,IM2に対する電流制限を実行する。具体的には前記第1の電流制限設定器36aにより設定され、2台の推進電動機5a,5bに配分された前記電流制限設定値[IsLmA×K]から所定の余裕αを見込んで設定した電流値[IsLmA×K+α]を前記電流制限信号IsLM1,IsLM2として前記入力電流IM1,IM2に対する電流制限を実行する。また回転速度nに対しては100%を上限として運転制御する。   The above-described limiting operation at this time is set in consideration of a predetermined margin α from the current (current upper limit) at point b where the rotation speed is 100% in the free-run characteristic B shown in FIG. 3 per one motor. Using the current limit signals IsLM1 and IsLM2 (see the level g in FIG. 3), the current limit on the input currents IM1 and IM2 is executed. Specifically, the current set by the first current limit setter 36a and set with an expectation of a predetermined margin α from the current limit set value [IsLmA × K] distributed to the two propulsion motors 5a and 5b. The value [IsLmA × K + α] is used as the current limit signals IsLM1 and IsLM2 to perform current limitation on the input currents IM1 and IM2. Further, the operation control is performed with the upper limit of 100% for the rotational speed n.

一方、前記補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2の一方がオフ(off)である場合には、前記制御演算選択・判別部32は1系統給電であると判定する。そして前記制御演算選択・判別部32は、前記第2の電流制限設定器36bにより設定された電流制限設定信号IsLmBを選択して1系統給電の電流制限指令IsLs、および回転速度上限信号NsLを出力する。この回転速度制限は、2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ駆動する電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2が[1/2]、或いはその出力トルクTが[1/2]となるように、その回転速度nを70%に制限することにより実行される。   On the other hand, when one of the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b is off, the control calculation selection / determination unit 32 determines that the power supply is one system. The control calculation selection / determination unit 32 selects the current limit setting signal IsLmB set by the second current limit setter 36b and outputs the current limit command IsLs and the rotation speed upper limit signal NsL for one system power supply. To do. The rotational speed limitation is such that the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b that drive the two propulsion motors 5a and 5b, respectively, are [1/2], or the output torque T thereof is [1/2]. As described above, the rotation speed n is limited to 70%.

回転速度nを70%に制限する理由は、前述したように推進電動機装置の入力電流IMが該推進電動機装置の回転速度nの2乗に比例することから、2台の推進電動機5a,5bの各回転速度nをそれぞれ70%に制限すれば、
0.7n×0.7n ∝ 0.5IM
となり、その入力電流IMが略50%(1/2)に制限されることによる。
The reason why the rotational speed n is limited to 70% is that the input current IM of the propulsion motor apparatus is proportional to the square of the rotational speed n of the propulsion motor apparatus as described above, so that the two propulsion motors 5a and 5b If each rotation speed n is limited to 70%,
0.7n × 0.7n ∝ 0.5IM
This is because the input current IM is limited to about 50% (1/2).

またこの場合、1系統給電で2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ駆動する電力変換装置6a,6bに給電するので、健全な一方の給電電路4a(4b)での電流上限を図3に示す前記フリーラン特性Aのa点に示す合計電流上限の1/2、つまり図3においてc点で示す電流に抑えることが必要となる。従って電動機1台当たりの電流上限は、図3に示す前記フリーラン特性Bのd点の電流となる。   Further, in this case, since power is supplied to the power converters 6a and 6b that drive the two propulsion motors 5a and 5b, respectively, by one system power supply, the upper limit of the current in one healthy power supply circuit 4a (4b) is shown in FIG. The free-run characteristic A must be suppressed to 1/2 of the upper limit of the total current shown at point a, that is, the current shown at point c in FIG. Therefore, the upper limit of current per motor is the current at point d of the free-run characteristic B shown in FIG.

そこで電動機1台分当たりの図3に示すフリーラン特性Bにおいて回転速度が70%となるd点での電流(電流上限)から所定の余裕αを見込んで設定した電流制限信号IsLM1,IsLM2(図3のレベルhを参照)を用いて前記入力電流IM1,IM2に対する電流制限を実行する。具体的には前記第2の電流制限設定器36bにより設定され、2台の推進電動機5a,5bに配分された前記電流制限設定値[IsLmB×K]から所定の余裕αを見込んで設定した電流値[IsLmB×K+α]を前記電流制限信号IsLM1,IsLM2として前記入力電流IM1,IM2に対する電流制限を実行する。   Therefore, the current limit signals IsLM1, IsLM2 (see FIG. 3) set in consideration of a predetermined margin α from the current at the point d (current upper limit) at which the rotational speed becomes 70% in the free-run characteristic B shown in FIG. 3) to limit the input currents IM1 and IM2. More specifically, the current is set by the second current limit setting device 36b and set with an expectation of a predetermined margin α from the current limit setting value [IsLmB × K] distributed to the two propulsion motors 5a and 5b. The value [IsLmB × K + α] is used as the current limit signals IsLM1 and IsLM2 to perform current limitation on the input currents IM1 and IM2.

また同時に電流制限信号IsLs1,IsLs2を用いて前記電路電流IS1,IS2に対する電流制限を実行する。この電流制限信号IsLs1,IsLs2は、回転速度を70%に制限した2台の推進電動機5a,5bへの給電を1系統給電で賄う必要があり、その給電負荷が増えることから、例えば電動機1台当たりの図3に示す前記b点での電流値(電流上限)から所定の余裕β(>α)を見込んだ電流値(図3のレベルiを参照)として設定される。この結果、1系統給電時における電路電流は、前述した2系統給電時における電路電流と同じに保たれ、前記電路電圧VD1,VD2の低下が防止される。   At the same time, current limiting is performed on the circuit currents IS1 and IS2 using the current limiting signals IsLs1 and IsLs2. The current limit signals IsLs1 and IsLs2 need to supply power to the two propulsion motors 5a and 5b whose rotational speed is limited to 70% by one system power supply. Since the power supply load increases, for example, one motor 3 is set as a current value (see level i in FIG. 3) that allows for a predetermined margin β (> α) from the current value (current upper limit) at the point b shown in FIG. As a result, the circuit current during the one-system power supply is kept the same as the above-described circuit current during the two-system power supply, and the decrease in the circuit voltages VD1 and VD2 is prevented.

ところで前述した2系統給電で2台の推進電動機5a,5bを運転中に一方の推進電動機5a(5b)が故障した場合、前記制御演算選択・判別部32は前記電力変換装置6a,6bからの故障信号FL1,FL2(停止信号St1,St2)を受けて前述した回転速度上限信号NsLを出力する。この回転速度制限によって前記推進電動機5a(5b)の回転速度nが70%に制限され、前記電力変換装置6a(6b)への入力電流IM1(IM2)が[1/2]に、或いはその出力トルクTが[1/2]に制限される。この際、前記電力変換装置6a,6bの入力電流IMが、前述したように前記電流制限信号IsLM1,IsLM2によって制限されている。従って上述した回転速度制限に先行して前記入力電流IM1,IM2に対する電流制限が実行される。
[2系統給電、2電動機運転時の起動とその運転制御]
When one of the propulsion motors 5a (5b) breaks down while operating the two propulsion motors 5a and 5b with the two-system power supply described above, the control calculation selection / determination unit 32 is connected to the power converters 6a and 6b. In response to the failure signals FL1, FL2 (stop signals St1, St2), the above-described rotation speed upper limit signal NsL is output. Due to this rotational speed limitation, the rotational speed n of the propulsion motor 5a (5b) is limited to 70%, and the input current IM1 (IM2) to the power converter 6a (6b) is set to [1/2] or its output. Torque T is limited to [1/2]. At this time, the input current IM of the power converters 6a and 6b is limited by the current limit signals IsLM1 and IsLM2 as described above. Accordingly, current limitation on the input currents IM1 and IM2 is executed prior to the above-described rotation speed limitation.
[Two-system power supply, start-up and operation control during 2-motor operation]

次に2系統給電で2台の推進電動機5a,5bを運転する際の起動時における運転制御について説明する。   Next, the operation control at the time of starting when operating two propulsion motors 5a and 5b with two-system power supply will be described.

前記回転速度設定器14による回転速度設定値Nsを100%とし、また前記加減速時間設定器24に対する設定を急加減速(F;100%)として2台の推進電動機5a,5bを起動すると、前記加減速指令Ns2は、前記差分器21a,21bにおいて実回転速度Ni1,Ni2と突き合わせられて前記速度調節器22a,22bによる回転速度フィードバック制御が行われる。そして2台の推進電動機5a,5bの特性が同一であるならば、前記制御演算選択・判別部32は配分信号K1(=0.5),K2(=0.5)を出力し、この配分比で配分した電流制限信号IsLs1,IsLs2によって前述したように前記電路電流IS1,IS2に対する電流制限が実行される。   When the rotational speed set value Ns by the rotational speed setter 14 is set to 100% and the setting for the acceleration / deceleration time setter 24 is set to sudden acceleration / deceleration (F; 100%), the two propulsion motors 5a and 5b are started. The acceleration / deceleration command Ns2 is matched with the actual rotational speeds Ni1 and Ni2 in the differentiators 21a and 21b, and rotational speed feedback control is performed by the speed controllers 22a and 22b. If the characteristics of the two propulsion motors 5a and 5b are the same, the control calculation selection / discrimination unit 32 outputs distribution signals K1 (= 0.5) and K2 (= 0.5). As described above, the current limiting for the electric circuit currents IS1 and IS2 is executed by the current limiting signals IsLs1 and IsLs2 distributed by the ratio.

具体的には前記電路電流制限器26a,26bによりトルク演算器25a,25bから出力される電流指令Is1,Is2に対する電路電流制限が実行される。また同時に前述した電流制限信号IsLM1,IsLM2に従って前記入力電流制限器27a,27bによる入力電流制限が実行される。そしてこの電路電流制限および入力電流制限の下で前述した入力電流IM1,IM2に対するフィードバック制御、および出力電流Im1,Im2に対するフィードバック制御が実行される。   Specifically, the circuit current limiters 26a and 26b perform circuit current limitation on the current commands Is1 and Is2 output from the torque calculators 25a and 25b. At the same time, the input current limiting by the input current limiters 27a and 27b is executed in accordance with the current limiting signals IsLM1 and IsLM2. Then, the feedback control for the input currents IM1 and IM2 and the feedback control for the output currents Im1 and Im2 are performed under the electric circuit current limitation and the input current limitation.

この推進電動機装置の起動時(タイミングt0)には、前記2台の推進電動機5a,5bの合計として図3のデッドプル特性Eに示すトルクが発生し(電流が流れ)、推進電動機1台当たりに図3のデッドプル特性Fに示すトルクが発生する(電流が流れる)。このデッドプルトルク(電流)は、図3のフリーラン特性Bに示すトルク(電流)の略160%〜170%にも及ぶ。   When the propulsion motor device is started (timing t0), the torque shown in the dead-pull characteristic E in FIG. 3 is generated as a total of the two propulsion motors 5a and 5b (current flows), and per propulsion motor. Torque shown in the dead-pull characteristic F in FIG. 3 is generated (current flows). This dead-pull torque (current) reaches approximately 160% to 170% of the torque (current) shown in the free-run characteristic B of FIG.

このようなデッドプルトルク(電流)に対して前述した電流制限が掛けられるので、図4に示すように前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2が前記電流制限信号IsLM1,IsLM2に達したタイミングt1から、前記入力電流IM1,IM2が上記電流制限信号IsLM1,IsLM2のレベルで制限される。この結果、推進電動機5a,5bへの出力電流(駆動電流)Im1,Im2が抑えられるので該推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2は上記タイミングt1から漸増することになる。この際、前記加減速時間設定器24により急加速指令(F)として求められていた加減速指令Ns2は、前記回転速度設定器14により設定された回転速度設定値Nsを前記回転速度制限器23にて回転速度制限した回転速度指令Ns1に到達した時点(タイミングt2)で制定される。   Since the current limit described above is applied to such dead-pull torque (current), the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b reach the current limit signals IsLM1 and IsLM2, as shown in FIG. From the timing t1, the input currents IM1 and IM2 are limited by the levels of the current limiting signals IsLM1 and IsLM2. As a result, since the output currents (drive currents) Im1 and Im2 to the propulsion motors 5a and 5b are suppressed, the actual rotational speeds Ni1 and Ni2 of the propulsion motors 5a and 5b gradually increase from the timing t1. At this time, the acceleration / deceleration command Ns2 obtained as the rapid acceleration command (F) by the acceleration / deceleration time setting unit 24 is the rotation speed setting value Ns set by the rotation speed setting unit 14 as the rotation speed limiter 23. Is established at the time (timing t2) when the rotational speed command Ns1 whose rotational speed is limited is reached.

そして前記推進電動機5a,5bの起動に追従して船舶の速度(船速)が次第に早くなり、その船速が前記推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2に相当する速度に達すると(タイミングt3)、前記推進特性は前述したデッドプル特性からフリーラン特性に移行する。これに伴って前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2が低下するので、前記電流制限が解除される。そして推進電動機5a,5bの回転速度nが回転速度指令Ns1に到達して安定し、これに伴って電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2が安定すると(タイミングt4)、その推進特性はフリーラン特性に落ち着く。
[1系統給電、2電動機運転時の起動とその運転制御]
Then, the speed of the ship (ship speed) gradually increases following the activation of the propulsion motors 5a, 5b, and the ship speed reaches a speed corresponding to the actual rotational speeds Ni1, Ni2 of the propulsion motors 5a, 5b ( At timing t3), the propulsion characteristic shifts from the above-described dead-pull characteristic to the free-run characteristic. Along with this, the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b decrease, so that the current restriction is released. When the rotational speed n of the propulsion motors 5a and 5b reaches the rotational speed command Ns1 and is stabilized, and the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b are stabilized accordingly (timing t4), the propulsion characteristics are Settle to free-run characteristics.
[1 system power supply, start-up and operation control during 2-motor operation]

次に1系統給電で2台の推進電動機5a,5bを運転する際の起動時における運転制御について説明する。この1系統給電での運転は、前述したように前記遮断器2a,2bの補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2の一方がオフ(off)であることから検出される。   Next, operation control at start-up when operating two propulsion motors 5a and 5b with one system power supply will be described. As described above, this one-system power supply operation is detected because one of the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b of the circuit breakers 2a and 2b is off.

この場合にも前記回転速度設定器14による回転速度設定値Nsを100%とし、また前記加減速時間設定器24に対する設定を急加減速(F;100%)として2台の推進電動機5a,5bを起動するが、前述したように前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2が[1/2]、或いはその出力トルクTが[1/2]となるように、その回転速度nを70%に制限する。つまり前記回転速度上限信号NsLを70%に設定して回転速度制限を実行する。   Also in this case, the rotational speed set value Ns by the rotational speed setter 14 is set to 100%, and the setting for the acceleration / deceleration time setter 24 is set to a rapid acceleration / deceleration (F; 100%). As described above, the rotational speed n is set so that the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b are [1/2] or the output torque T thereof is [1/2]. Limit to 70%. That is, the rotational speed upper limit signal NsL is set to 70% and the rotational speed restriction is executed.

そしてこの場合には、前述したように前記電流制限設定器36bにて設定された電流制限設定信号IsLmBを用いて前記電流制限信号IsLM1,IsLM2を決定し、前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2を制限する。具体的には電流制限信号IsLM1,IsLM2を用いて前記入力電流制限器27a,27bにより前記電流指令Is1,Is2に対する電流制限を実行し、入力電流IM1,IM2のフィードバック制御に用いる前記電流指令IsL1,IsL2を求める。   In this case, as described above, the current limit setting signals IsLM1 and IsLM2 are determined using the current limit setting signal IsLmB set by the current limit setting device 36b, and the input currents of the power converters 6a and 6b are determined. Restrict IM1 and IM2. Specifically, the input current limiters 27a and 27b are used to limit the current commands Is1 and Is2 using the current limit signals IsLM1 and IsLM2, and the current commands IsL1 and Is2 are used for feedback control of the input currents IM1 and IM2. Obtain IsL2.

同時に前記電流制限設定器36bにて設定された電流制限設定信号IsLmBを用いて電路電流IS1(IS2)に対する電流制限信号IsLsを出力する。この電流制限信号IsLsによって、健全な1系統の給電電路4a(4b)を介して給電される電流が、前述した2系統給電時の50%に制限される。具体的には前記電流制限信号IsLsに従って前記電路電流IS1(IS2)の上限を規定するための前記電流制限信号IsLs1,IsLs2を前述したようにそれぞれ決定する。そして前記電路電流制限器26a,26bを用いて、前記トルク演算器25a,25bから出力される電流指令Is1,Is2に対して前記電流制限信号IsLs1,IsLs2を上限とする電流制限を実行し、これによって健全に前記電路電流IS1(IS2)の上限を規定する電路電流制限を実行する。   At the same time, a current limit signal IsLs for the circuit current IS1 (IS2) is output using the current limit setting signal IsLmB set by the current limit setter 36b. Due to the current limit signal IsLs, the current supplied through the healthy one-line power supply path 4a (4b) is limited to 50% in the above-described two-system power supply. Specifically, the current limit signals IsLs1 and IsLs2 for defining the upper limit of the circuit current IS1 (IS2) according to the current limit signal IsLs are respectively determined as described above. The current limiters 26a and 26b are used to limit the currents Is1 and Is2 output from the torque calculators 25a and 25b with the current limit signals IsLs1 and IsLs2 as the upper limit. The circuit current limit which prescribes | regulates the upper limit of the said circuit current IS1 (IS2) soundly is performed by.

従って前記推進電動機5a,5bの駆動電流は、2系統給電時の50%に制限されているので上述した電路電流制限および入力電流制限により1台当たり25%(0.25)に制限される。そしてこの電路電流制限および入力電流制限の下で前述した入力電流IM1,IM2に対するフィードバック制御、および出力電流Im1,Im2に対するフィードバック制御が実行される。   Therefore, since the driving current of the propulsion motors 5a and 5b is limited to 50% at the time of two-system power feeding, the driving current is limited to 25% (0.25) per unit by the above-described electric circuit current limitation and input current limitation. Then, the feedback control for the input currents IM1 and IM2 and the feedback control for the output currents Im1 and Im2 are performed under the electric circuit current limitation and the input current limitation.

図5は上述した1系統給電で2台の推進電動機5a,5bを運転する際の起動時における運転制御の動作タイミングを示している。この図5に示すように1系統給電・2台電動機運転時においても、先に説明した2系統給電・2台電動機運転時と同様に電流制限と回転速度制限が実行されるが、前述したように電流制限のレベルが異なっている。そして電路電流に対する電流制限の[1/2]のレベルで2つの推進電動機5a,5bをそれぞれ駆動する電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2に対する電流制限を実行することになる。
[2系統給電・2台電動機運転時に1系統の給電が停止したときの運転制御]
FIG. 5 shows the operation timing of the operation control at the start-up time when the two propulsion motors 5a and 5b are operated by the one-system power supply described above. As shown in FIG. 5, the current limit and the rotational speed limit are executed in the same manner as in the two-system power supply / two-motor operation described above, even when the single-system power supply / two-motor operation is performed. The current limit level is different. Then, the current limitation on the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b that respectively drive the two propulsion motors 5a and 5b is executed at a level [1/2] of the current limitation on the circuit current.
[Operation control when power supply of one system is stopped during 2-system power supply and 2-motor operation]

ところで前述した2系統給電・2台電動機運転中に何等かの理由により1系統の給電が停止したとき、例えば前記遮断器2a,2bの一方がトリップしたときには、健全な給電電路4a(4b)に2倍の負荷が加わり、また電路電流も2倍に増加する。すると健全な給電電路4a(4b)が過負荷・過電流となり、当該給電電路4a(4b)に介装されている遮断器2a(2b)もトリップする恐れがある。   By the way, when the power supply of one system is stopped for some reason during the above-described two-system power supply / two-motor operation, for example, when one of the breakers 2a, 2b trips, the sound power supply circuit 4a (4b) The load is doubled and the circuit current is also doubled. Then, the healthy power supply circuit 4a (4b) is overloaded and overcurrent, and the circuit breaker 2a (2b) interposed in the power supply circuit 4a (4b) may also trip.

このような不具合を回避するために本装置では、前述した回転速度指令Ns1の制限による減速制御と平行して、電路電流IS1,IS2の制限および入力電流IM1,IM2の制限を実行する。これらの電流制限は前記回転速度指令Ns1の制限制御に比較してその応答速度が速く、従って健全な給電電路4a(4b)が過負荷・過電流となる前にその電路電流IS1(IS2)を制限することが可能である。   In order to avoid such inconveniences, the present apparatus executes the restriction of the electric currents IS1 and IS2 and the restriction of the input currents IM1 and IM2 in parallel with the deceleration control by the restriction of the rotation speed command Ns1 described above. These current limits are faster in response speed than the limit control of the rotational speed command Ns1. Therefore, the current supply current IS1 (IS2) is reduced before the healthy power supply circuit 4a (4b) is overloaded and overcurrent. It is possible to limit.

しかしながら給電電路4a,4bの給電点S1,S2よりも下流側で2系統給電から1系統給電に移行したことを検出することは不可能である。何故ならば前記推進電動機5a,5bは、前述したように回転速度指令Ns1(Ns2)に追従して回転速度制御がなされており、前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2および出力電流Im1,Im2は、前記電路電流IS1(IS2)の変化には追従しないからである。   However, it is impossible to detect the shift from the two-system power supply to the one-system power supply downstream of the power supply points S1 and S2 of the power supply electric paths 4a and 4b. This is because the propulsion motors 5a and 5b are controlled in rotation speed following the rotation speed command Ns1 (Ns2) as described above, and input currents IM1 and IM2 and output currents of the power converters 6a and 6b. This is because Im1 and Im2 do not follow the change in the circuit current IS1 (IS2).

そこで本装置においては前記補助接点12a,12bの出力信号AX1,AX2の一方がオフ(off)となったことから前記遮断器2a(2b)のトリップを検出すると共に、前記各給電電路4a,4bにそれぞれ介装された電流検出器3a,3bによりそれぞれ検出される電路電流IS1,IS2の一方がゼロ[0A]になったことから前記遮断器2a(2b)のトリップを検出している。そして図6にその動作タイミングを示すように、遮断器2b(2a)のトリップを検出したタイミングt2において前述した回転速度制限制御および電流制限制御を開始する。   Therefore, in this apparatus, since one of the output signals AX1 and AX2 of the auxiliary contacts 12a and 12b is turned off, the trip of the circuit breaker 2a (2b) is detected, and each of the power feeding lines 4a and 4b is detected. The tripping of the circuit breaker 2a (2b) is detected because one of the circuit currents IS1 and IS2 detected by the current detectors 3a and 3b respectively inserted in is zero [0A]. Then, as shown in FIG. 6, the rotation speed limit control and current limit control described above are started at timing t <b> 2 when the trip of the circuit breaker 2 b (2 a) is detected.

具体的には前記回転速度上限信号NsLを用いて回転速度指令Ns1を70%に制限する回転速度制限制御を実行し、同時に前記電流制限信号IsLsを用いて電路電流IS1(IS2)を[1/2]に制限する電流制限制御を実行する。この電流制限制御は、健全な1系統の給電電路4a(4b)に流れる電路電流IS1(IS2)が、前述したように2系統給電時の電路電流IS1(IS2)の[1/2]となるように、前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2を25%(0.25)に制限する。   Specifically, the rotation speed limit control for limiting the rotation speed command Ns1 to 70% is executed using the rotation speed upper limit signal NsL, and at the same time, the circuit current IS1 (IS2) is set to [1 / 2] is executed. In this current limit control, the electric circuit current IS1 (IS2) flowing through the healthy one-system power supply circuit 4a (4b) is [1/2] of the electric circuit current IS1 (IS2) during the two-system power supply as described above. Thus, the input currents IM1 and IM2 of the power converters 6a and 6b are limited to 25% (0.25).

即ち、図6に示すように、例えば第2の給電電路4bに介装された遮断器2bがトリップすると(タイミングt1)、該第2の給電電路4bに流れる電流が減少し、これに伴って第1の給電電路4aに流れる電流が増加する。そして遮断器2bのトリップから制御動作の遅れ時間を経たタイミングt2において前述した制限制御が開始されると、前述した電流制限によって第1の給電電路4aに流れる電流が減少し、その制限値まで低下したタイミングt4において電流制限動作が制定する。   That is, as shown in FIG. 6, for example, when the circuit breaker 2 b interposed in the second power supply circuit 4 b trips (timing t <b> 1), the current flowing through the second power supply circuit 4 b decreases. The current flowing through the first power supply circuit 4a increases. When the above-described limit control is started at the timing t2 after a delay time of the control operation from the trip of the circuit breaker 2b, the current flowing through the first power supply circuit 4a is reduced by the above-described current limit, and is reduced to the limit value. The current limiting operation is established at the timing t4.

また同時に回転速度上限信号NsLに基づく前記回転速度指令Ns1の制限により前記加減速指令Ns2は前記加減速時間設定器24により設定された時間特性に従って減少する。そして前記加減速指令Ns2は、回転速度制限された回転速度指令Ns1と等しくなるイミングt4において制定する。このとき船舶の慣性作用により前記各推進電動機5a,5bの実回転速度Ni1,Ni2は徐々に低下し、実回転速度Ni1,Ni2が前記加減速指令Ns2まで減少した(接近した)タイミングt5において電流制限制御が解除される。   At the same time, the acceleration / deceleration command Ns2 decreases according to the time characteristic set by the acceleration / deceleration time setting unit 24 due to the limitation of the rotation speed command Ns1 based on the rotation speed upper limit signal NsL. The acceleration / deceleration command Ns2 is established at an imming t4 that is equal to the rotation speed command Ns1 limited in rotation speed. At this time, the actual rotational speeds Ni1, Ni2 of the propulsion motors 5a, 5b gradually decrease due to the inertial action of the ship, and the actual rotational speeds Ni1, Ni2 are reduced (approached) to the acceleration / deceleration command Ns2 at time t5. Restriction control is released.

その後、推進電動機5a,5bの推進特性がフリーラン状態に達すると(タイミングt6)、前述した加減速指令Ns2に基づく回転速度制御が実行される。尚、70%以下の回転速度で給電電路4a,4bの一方の遮断器2b(2a)がトリップした場合には、上述した回転速度および電流に対する制限指令自体は発せられるが、回転速度Ni1,Ni2、電路電流IH1,IH2、および入力電流IM1,IM2の何れもが、その制限値以内であるので、制限動作が実行されることなく運転が継続される。
[2系統給電・2台電動機運転時に1台の電動機の運転が停止したときの運転制御]
Thereafter, when the propulsion characteristics of the propulsion motors 5a and 5b reach a free-run state (timing t6), the rotational speed control based on the acceleration / deceleration command Ns2 described above is executed. When one of the circuit breakers 2b (2a) of the power feeding lines 4a and 4b trips at a rotation speed of 70% or less, the above-described restriction command for the rotation speed and current is issued, but the rotation speeds Ni1 and Ni2 Since the circuit currents IH1 and IH2 and the input currents IM1 and IM2 are both within the limit values, the operation is continued without executing the limit operation.
[Operation control when operation of one motor is stopped during 2-system power supply and 2-motor operation]

さて2系統給電・2台電動機運転時に1台の推進電動機の運転が停止した場合には、前記電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2、または出力電流Im1,Im2、若しくは前記停止信号St1,St2から運転停止した推進電動機5a,5bを判定する。そして健全な推進電動機5a(5b)に対して、その回転速度指令Ns1を70%に制限して回転速度制限を実行する。   Now, when the operation of one propulsion motor is stopped during the two-system power supply / two-motor operation, the input current IM1, IM2 or the output current Im1, Im2 of the power converters 6a, 6b, or the stop signal St1 , The propulsion motors 5a and 5b whose operation is stopped are determined from St2. And with respect to the healthy propulsion motor 5a (5b), the rotational speed command Ns1 is limited to 70%, and the rotational speed restriction is executed.

この際、健全な推進電動機5a(5b)側の電力変換装置6a(6b)の入力電流IM1(IM2)に対しては、既に前述した電流制限信号IsLM1,IsLM2によって電流制限が掛けられているので、該推進電動機5a(5b)は支障なく運転継続される。また回転速度制御は、前述した加減速時間設定器24により設定された時間特性を経て実行される。この制御動作は2系統給電で1台の電動機だけを運転する際にも、同様にして実行される。
[給電電路の電圧低下防止]
At this time, the current limit is applied to the input current IM1 (IM2) of the power converter 6a (6b) on the healthy propulsion motor 5a (5b) side by the current limit signals IsLM1 and IsLM2 already described above. The propulsion motor 5a (5b) is continuously operated without any trouble. The rotational speed control is executed through the time characteristic set by the acceleration / deceleration time setting unit 24 described above. This control operation is executed in the same manner when only one motor is operated with two-system power feeding.
[Preventing voltage drop in the feed circuit]

次に給電電路4a,4bの電圧低下防止について説明する。
前述した特許文献1には、電力変換装置6a,6bの入力電圧(受電端電圧)が規定値まで低下したとき、推進電動機5a,5bを駆動する前記電力変換装置6a,6bを回転速度制御から受電端電圧制御に切り替えて運転することで給電電路4a,4bの電圧低下を防止する技術が紹介される。また前述した特許文献2には、前記推進電動機5a,5bの入力電流を低減制御することで給電電路4a,4bの電圧低下を防止する技術が紹介される。
Next, prevention of the voltage drop of the power feed lines 4a and 4b will be described.
In Patent Document 1 described above, when the input voltage (power receiving end voltage) of the power converters 6a and 6b is reduced to a specified value, the power converters 6a and 6b that drive the propulsion motors 5a and 5b are controlled from the rotational speed control. A technique for preventing a voltage drop in the power feed lines 4a and 4b by switching to power receiving end voltage control and operating is introduced. Further, Patent Document 2 described above introduces a technique for preventing a voltage drop in the power feed lines 4a and 4b by reducing and controlling the input currents of the propulsion motors 5a and 5b.

本装置は、基本的には前記各特許文献1,2にそれぞれ紹介される技術に立脚するが、特に前述したように回転速度指令Ns1、電路電流IS1,IS2、および電力変換装置6a,6bの入力電流IM1,IM2の上限をそれぞれ制限することで、前記給電電路4a,4bの電圧低下を防止することを特徴としている。具体的には前記電圧検出器10a,10bにて検出される電路電圧VM1,VM2と、予め設定した電圧制限値VsLとを前記制御演算選択・判別部32において比較する。そして、前記制御演算選択・判別部32は、前記電路電圧VM1,VM2が前記電圧制限値VsLよりも低下しないように、前記回転速度上限信号NsLを出力すると共に前記電流制限信号IsLsを出力する。   This device is basically based on the technology introduced in each of the above Patent Documents 1 and 2, but as described above, the rotation speed command Ns1, the circuit currents IS1 and IS2, and the power converters 6a and 6b. By limiting the upper limits of the input currents IM1 and IM2, respectively, it is possible to prevent a voltage drop in the power feed lines 4a and 4b. Specifically, the control calculation selection / determination unit 32 compares the circuit voltages VM1 and VM2 detected by the voltage detectors 10a and 10b with a preset voltage limit value VsL. The control calculation selection / determination unit 32 outputs the rotation speed upper limit signal NsL and the current limit signal IsLs so that the electric circuit voltages VM1 and VM2 do not decrease below the voltage limit value VsL.

この結果、前記回転速度上限信号NsLによって前述した回転速度制限が実行され、また前記電流制限信号IsLsをトルク配分した電流制限信号IsLs1,IsLs2により前述した電路電流制限および入力電流制限が同時に実行される。この場合、制御応答速度が速い電流制限動作が先行して実行され、その後、前記加減速時間設定器24により設定された時間特性を経て回転速度制御が実行される。尚、前記電路電圧VM1,VM2の低下の速度が遅い場合には、該電路電圧VM1,VM2の低下に追従して回転速度制御が実行される。
[2系統給電・2台電動機運転時における出力トルクの分担]
As a result, the above-described rotation speed limit is executed by the rotation speed upper limit signal NsL, and the above-described circuit current limit and input current limit are simultaneously executed by the current limit signals IsLs1 and IsLs2 obtained by torque distribution of the current limit signal IsLs. . In this case, a current limiting operation with a high control response speed is executed in advance, and then the rotational speed control is executed through the time characteristic set by the acceleration / deceleration time setting unit 24. When the speed of the electric circuit voltages VM1 and VM2 is low, the rotation speed control is executed following the decrease in the electric circuit voltages VM1 and VM2.
[Sharing of output torque during 2-system power supply and 2-motor operation]

ところで同軸に配置された前記第1および第2の推進電動機5a,5bの出力トルクTは、その最大出力トルクの50%[1/2]を上限として分担し、それぞれ任意に設定することが可能である。図7は第1の推進電動機5aの出力トルクTを50%に設定し(K1=0.5)とし、第2の推進電動機5bの出力トルクTを0〜50%に変化させたとき(K2=0〜0.5)の推進特性を示している。   By the way, the output torque T of the first and second propulsion motors 5a and 5b arranged on the same axis is shared with an upper limit of 50% [1/2] of the maximum output torque, and can be arbitrarily set. It is. In FIG. 7, when the output torque T of the first propulsion motor 5a is set to 50% (K1 = 0.5) and the output torque T of the second propulsion motor 5b is changed to 0 to 50% (K2). = 0 to 0.5).

尚、図7において特性Xは、2台の推進電動機5a,5bの合計出力トルクTの推進特性を示しており、また特性Yは1台の推進電動機5a(5b)の出力トルクTの推進特性を示している。また特性Y1〜Y5は推進電動機5bの出力トルクTを40%,30%,20%,10%,0%(運転停止)に設定したときの推進特性をそれぞれ示している。ここで特性Xにおける点x1は2系統給電・2電動機運転時の上限であり、点x2は1系統給電・2電動機運転時の上限である。また特性Yにおける点y1は2系統給電・1電動機運転時の上限であり、点y2は1系統給電・1電動機運転時の上限である。   In FIG. 7, characteristic X indicates the propulsion characteristic of the total output torque T of the two propulsion motors 5a and 5b, and characteristic Y indicates the propulsion characteristic of the output torque T of the single propulsion motor 5a (5b). Is shown. Characteristics Y1 to Y5 indicate the propulsion characteristics when the output torque T of the propulsion motor 5b is set to 40%, 30%, 20%, 10%, and 0% (operation stop), respectively. Here, the point x1 in the characteristic X is the upper limit at the time of two-system power supply / two-motor operation, and the point x2 is the upper limit at the time of one-system power supply / two-motor operation. Further, the point y1 in the characteristic Y is the upper limit at the time of two-system power supply / one motor operation, and the point y2 is the upper limit at the time of one-system power supply / one motor operation.

この推進特性X,Yに示されるように2系統給電・2電動機運転の場合には、推進電動機5a,5bの1台当たりの上限電流は50%となり、その回転速度nの上限は70%となる。また1系統給電・2電動機運転の場合には、推進電動機5a,5bの1台当たりの上限電流は25%となり、その回転速度nの上限は約50%となる。   As shown in the propulsion characteristics X and Y, in the case of two-system power feeding and two-motor operation, the upper limit current per propulsion motor 5a, 5b is 50%, and the upper limit of the rotation speed n is 70%. Become. Further, in the case of one-system power supply / two-motor operation, the upper limit current per propulsion motor 5a, 5b is 25%, and the upper limit of the rotation speed n is about 50%.

従ってトルク配分信号K1,K2を[0.5:0〜0.5]として設定したとき、2系統給電・2電動機運転の場合には2台の推進電動機5a,5bの出力トルクを[0.5:0〜0.5]として配分し、また1系統給電・2電動機運転の場合には2台の推進電動機5a,5bの出力トルクを[0.25:0〜0.25]として配分すれば、過負荷・過電流を招来することなく前記2台の推進電動機5a,5bを運転することが可能となる。この際、前述したように前記トルク配分信号K1,K2に応じて前記電流制限信号IsLs1,IsLs2を設定して電路電流IS1,IS2を制限し、また前記電流制限信号IsLM1,IsLM2を設定して入力電流IM1,IM2を制限すれば良い。
[監視・表示]
Therefore, when the torque distribution signals K1 and K2 are set as [0.5: 0 to 0.5], the output torque of the two propulsion motors 5a and 5b is set to [0. 5: 0 to 0.5], and in the case of one-system power supply and two-motor operation, the output torques of the two propulsion motors 5a and 5b are allocated as [0.25: 0 to 0.25]. Thus, the two propulsion motors 5a and 5b can be operated without causing overload / overcurrent. At this time, as described above, the current limiting signals IsLs1 and IsLs2 are set according to the torque distribution signals K1 and K2 to limit the circuit currents IS1 and IS2, and the current limiting signals IsLM1 and IsLM2 are set and input. The currents IM1 and IM2 may be limited.
[Monitoring / Display]

ここで前記監視表示装置38について説明する。
この監視表示装置38は、回転速度の制限動作状態、給電電路4a,4bの電流制限動作状態、電力変換装置6a,6bの入力電流制限動作状態、および電力変換装置6a,6bの出力電流状態(推進電動機5a,5bの駆動電流状態)をそれぞれ表示し、オペレータによる動作状態の監視に供する役割を担う。
Here, the monitoring display device 38 will be described.
The monitoring display device 38 is provided with a rotational speed limiting operation state, a current limiting operation state of the power feed lines 4a and 4b, an input current limiting operation state of the power conversion devices 6a and 6b, and an output current state of the power conversion devices 6a and 6b ( The driving current state of the propulsion motors 5a and 5b) is displayed, and the operator plays a role in monitoring the operating state.

具体的には監視表示装置38は、2系統給電状態/1系統給電状態を表示すると共に、前述した回転速度設定値Ns、回転速度上限信号NsL、回転速度指令Nsi1,Nsi2、および実回転速度Ni1,Ns2を回転速度の制限動作状態を示す情報として表示し、同時に前記電流制限信号IsLs1,IsLs2、電流制限信号IsLM1,IsLM2、実入力電流IM1,IM2、出力電流Im1,Im2、実電路電流IS1,IS2、および電路電圧VM1,VM2をそれぞれ表示する。   Specifically, the monitoring display device 38 displays the two-system power supply state / one-system power supply state, and the rotation speed setting value Ns, rotation speed upper limit signal NsL, rotation speed commands Nsi1, Nsi2, and actual rotation speed Ni1 described above. , Ns2 as information indicating the rotational speed limit operation state, and at the same time, the current limit signals IsLs1, IsLs2, current limit signals IsLM1, IsLM2, actual input currents IM1, IM2, output currents Im1, Im2, actual circuit current IS1, IS2 and circuit voltages VM1 and VM2 are respectively displayed.

これらの情報の表示により、2系統給電/1系統給電の状態と2台の推進電動機5a,5bの運転状態から前述した運転パターンを監視することが可能となる。また前記回転速度の制限動作状態、電路電流IS1,IS2の制限動作状態、および入力電流IM1,IM2の制限動作状態から、例えば回転速度100%出の起動時における図4の動作タイミング図に示す運転制御の動作状態や、1系統給電時における図5の動作タイミング図に示す起動時の運転制御の動作状態を監視することが可能となる。更には遮断器2a,2bの一方の作動に伴って2系統給電から1系統給電に切り替わったときの、図6の動作タイミング図に示す運転制御の動作状態を監視することが可能となる。また2台の推進電動機5a,5bの出力トルクTの配分を変更したときの状態についても表示し、その状態を監視することが可能となる。   By displaying these pieces of information, it is possible to monitor the above-described operation pattern from the state of the two-system power supply / 1-system power supply and the operation state of the two propulsion motors 5a and 5b. Further, the operation shown in the operation timing chart of FIG. 4 at the time of start-up with a rotation speed of 100%, for example, from the rotation speed limit operation state, the circuit current IS1, IS2 limit operation state, and the input current IM1, IM2 limit operation state. It becomes possible to monitor the operation state of the control and the operation state of the operation control at the time of activation shown in the operation timing chart of FIG. Furthermore, it becomes possible to monitor the operation state of the operation control shown in the operation timing diagram of FIG. 6 when the two-system power supply is switched to the one-system power supply in accordance with one operation of the circuit breakers 2a and 2b. Further, the state when the distribution of the output torque T of the two propulsion motors 5a and 5b is changed is also displayed, and the state can be monitored.

以上説明したように本装置によれば、2系統の給電電路4a,4bと2台の推進電動機5a,5bをそれぞれ駆動する電力変換装置6a,6bの運転状態に応じて、図8に示すように運転パターンを判定し、判定した運転パターンに応じて電路電流IS1,IS2、入力電流IM1,IM2をそれぞれ決定し、電路電流IS1,IS2に対する電流制限信号IsLs1,IsLs2および入力電流IM1,IM2に対する電流制限信号IsLM1,IsLM2をそれぞれ設定して回転速度nの上限を規定することができるので、過負荷・過電流の発生を確実に防止することができる。特に給電電路4a,4bを流れる電路電流IS1,IS2を制限することで、電力変換装置6a,6bの動作状態に拘わることなく逸早く過電流の発生を防止することができるので、蓄電池1a,1bの不本意な性能低下(電池電圧の低下)を確実に防ぎ、電気推進船舶の安全航行を確保することができる等の効果が奏せられる。   As described above, according to the present apparatus, as shown in FIG. 8, depending on the operating state of the power converters 6a and 6b that respectively drive the two feed power lines 4a and 4b and the two propulsion motors 5a and 5b. And determining the circuit currents IS1 and IS2 and the input currents IM1 and IM2 according to the determined operation patterns, respectively, and the current limiting signals IsLs1 and IsLs2 for the circuit currents IS1 and IS2 and the currents for the input currents IM1 and IM2. Since the upper limit of the rotation speed n can be defined by setting the limit signals IsLM1 and IsLM2, respectively, it is possible to reliably prevent the occurrence of overload and overcurrent. In particular, by restricting the circuit currents IS1 and IS2 flowing through the power supply circuits 4a and 4b, it is possible to prevent the overcurrent from occurring quickly regardless of the operating state of the power converters 6a and 6b. Inadvertent performance degradation (decrease in battery voltage) can be reliably prevented, and safe navigation of the electric propulsion vessel can be ensured.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

1a,1b 第1および第2の蓄電池(バッテリ;B1,B2)
2a,2b 第1および第2の遮断器(CB1,CB2)
3a,3b 第1および第2の電流検出器(シャント抵抗;SH1, SH2)
4a,4b 第1および第2の給電電路
5a,5b 第1および第2の推進電動機(モータ;M1,M2)
6a,6b 第1および第2の電力変換装置(インバータ;INV1,INV2)
7a,7b 第3および第4の電流検出器(シャント抵抗;SH3, SH4)
8a,8b 第5および第6の電流検出器(カレントトランス;CT1,CT2)
9 電路スイッチ(SWLC)
10a,10b 第1および第2の電圧検出器(VD1,VD2)
11a,11b 第1および第2の回転速度検出器(TD1,TD2)
12a,12b 第1および第2の補助接点(AX1,AX2)
13 電動機制御装置
14 回転速度設定器(VRN)
21a,21b 差分器
22a,22b 速度調節器(ASR1,ASR2)
23 回転速度制限器(LMN)
24 加減速時間設定器
25a,25b トルク演算器(T1,T2)
26a,26b 電路電流制限器(LIS1,LIS2)
27a,27b 入力電流制限器(LIM1,LIM2)
28a,28b 差分器
29a,29b 電流調節器(ACR1,ACR2)
30a,30b 差分器
31a,31b 電流調節器(ACR3,ACR4)
32 制御演算選択・判別部
33 配分設定器
34 配分器
35 電流制限設定・選択器
36a,36b 第1および第2の電流制限設定器(VRL1MA,VRL1MB)
37 電圧制限設定器(VRLs)
1a, 1b First and second storage batteries (batteries; B1, B2)
2a, 2b First and second circuit breakers (CB1, CB2)
3a, 3b First and second current detectors (shunt resistors; SH1, SH2)
4a, 4b First and second feeding lines 5a, 5b First and second propulsion motors (motors; M1, M2)
6a, 6b First and second power converters (inverters; INV1, INV2)
7a, 7b Third and fourth current detectors (shunt resistors; SH3, SH4)
8a, 8b Fifth and sixth current detectors (current transformers; CT1, CT2)
9 Electric circuit switch (SWLC)
10a, 10b First and second voltage detectors (VD1, VD2)
11a, 11b First and second rotational speed detectors (TD1, TD2)
12a, 12b First and second auxiliary contacts (AX1, AX2)
13 Electric motor control device 14 Rotation speed setter (VRN)
21a, 21b Differentiator 22a, 22b Speed regulator (ASR1, ASR2)
23 Speed limiter (LMN)
24 Acceleration / deceleration time setter 25a, 25b Torque calculator (T1, T2)
26a, 26b Circuit current limiter (LIS1, LIS2)
27a, 27b Input current limiter (LIM1, LIM2)
28a, 28b Difference unit 29a, 29b Current regulator (ACR1, ACR2)
30a, 30b Difference unit 31a, 31b Current regulator (ACR3, ACR4)
32 Control calculation selection / discrimination unit 33 Distribution setting unit 34 Distribution unit 35 Current limit setting / selection unit 36a, 36b First and second current limit setting units (VRL1MA, VRL1MB)
37 Voltage limit setters (VRLs)

Claims (7)

第1の遮断器を介して第1の蓄電池に接続された第1の給電電路と、
第2の遮断器を介して第2の蓄電池に接続された第2の給電電路と、
同軸に配置されて推進機の主軸に連結された第1および第2の推進電動機と、
前記第1および第2の給電電路の少なくとも一方を介して給電され、速度指令に基づいて前記第1および第2の推進電動機の回転速度をそれぞれ制御する第1および第2の電力変換装置と、
前記第1および第2の給電電路間に設けられて前記第1および第2の電力変換装置への給電経路を切り替える電路スイッチと、
前記第1および第2の給電電路における前記電路スイッチの上流側に設けられて前記第1および第2の給電電路にそれぞれ流れる給電電路電流を検出する第1および第2の電流検出器、並びに前記第1および第2の電力変換装置にそれぞれ給電される電力変換装置入力電流を検出する第3および第4の電流検出器と、
前記第1および第2の遮断器の動作状態、前記第1および第2の電力変換装置の動作状態、並びに前記第1および第2の電流検出器により検出される給電電路電流から運転パターンを判定し、判定した運転パターンが前記第1および第2の推進電動機の停止から運転状態への移行過程であるとき、回転速度設定値を制定するまでに要する応答時間に応じて前記第1および第2の推進電動機の回転速度を制限すると共に、前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流を制限する電動機制御装置と
を具備したことを特徴とする推進電動機装置。


A first feeding circuit connected to the first storage battery via a first circuit breaker;
A second feeder circuit connected to the second storage battery via a second circuit breaker;
First and second propulsion motors disposed coaxially and coupled to a main shaft of the propulsion device;
First and second power converters that are fed via at least one of the first and second feed lines and that control the rotational speeds of the first and second propulsion motors based on speed commands, respectively;
An electric circuit switch that is provided between the first and second electric power supply circuits and switches a power supply path to the first and second power converters;
First and second current detectors that are provided on the upstream side of the circuit switch in the first and second power supply circuits and detect a power supply circuit current flowing in the first and second power supply circuits, respectively; and Third and fourth current detectors for detecting power converter input currents fed respectively to the first and second power converters;
The operation pattern is determined from the operating states of the first and second circuit breakers, the operating states of the first and second power converters, and the feeding circuit current detected by the first and second current detectors. When the determined operation pattern is the transition process from the stop of the first and second propulsion motors to the operation state, the first and second responses are determined according to the response time required to establish the rotational speed setting value . along with limiting the rotational speed of the propulsion motor, the feed path current and the power converter propulsion motor apparatus characterized by the input current to and a motor control device to limit.


前記第1および第2の電力変換装置は、前記第1および第2の推進電動機をそれぞれ駆動する電力変換装置出力電流を検出する第5および第6の電流検出器を備え、
前記電動機制御装置は、前記第5および第6の電流検出器によりそれぞれ検出される電力変換装置出力電流に従って前記第1および第2の推進電動機をフィードバック制御して前記第1および第2の推進電動機の回転速度を制御するものである請求項1に記載の推進電動機装置。
The first and second power converters include fifth and sixth current detectors that detect power converter output currents that drive the first and second propulsion motors, respectively.
The electric motor control device feedback-controls the first and second propulsion motors according to power converter output currents detected by the fifth and sixth current detectors, respectively, and the first and second propulsion motors. The propulsion motor device according to claim 1, wherein the propulsion motor device controls a rotational speed of the propulsion motor.
前記電動機制御装置は、回転速度設定器により設定された回転速度指令の上限を制限して前記推進電動機の回転速度を制限すると共に、上記回転速度指令に応じて生成されて前記第1および第2の電力変換装置の動作を制御する電流指令の上限を制限して前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限するものである請求項1に記載の推進電動機装置。   The electric motor control device limits the upper limit of the rotational speed command set by the rotational speed setter to limit the rotational speed of the propulsion motor, and is generated according to the rotational speed command and generated in the first and second modes. The propulsion motor apparatus according to claim 1, wherein an upper limit of a current command for controlling an operation of the power converter is limited to limit the power supply circuit current and the power converter input current, respectively. 前記電動機制御装置による制限動作は、前記推進電動機の回転速度と該推進電動機の出力トルクとの関係に基づいて、前記第1および第2の推進電動機の停止から運転状態への移行過程、前記第1または第2の遮断器のトリップ時、並びに運転パターンの切り替え時における前記回転速度の上限と前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流の上限をそれぞれ制限して、過負荷および過電流の発生を防止するものである請求項1に記載の推進電動機装置。   The limiting operation by the motor control device is based on the relationship between the rotation speed of the propulsion motor and the output torque of the propulsion motor, and the transition process from the stop of the first and second propulsion motors to the operating state, Overload and overcurrent are generated by limiting the upper limit of the rotation speed and the upper limit of the feeding circuit current and the power converter input current when the first or second circuit breaker is tripped and when the operation pattern is switched. The propulsion motor device according to claim 1, wherein 請求項1または2に記載の推進電動機装置において、
更に前記第1および第2の給電電路の電圧をそれぞれ検出する第1および第2の電圧検出器を備え、
前記電動機制御装置は、前記第1および第2の電圧検出器により検出される給電電路電圧が規定値に低下したとき、前記第1および第2の推進電動機の回転速度の上限を制限すると共に、前記給電電路電流および前記電力変換装置入力電流をそれぞれ制限して前記給電電路電圧の更なる低下を防止することを特徴とする推進電動機装置。
In the propulsion motor device according to claim 1 or 2,
And further comprising first and second voltage detectors for detecting the voltages of the first and second power supply lines, respectively.
The electric motor control device limits the upper limit of the rotation speed of the first and second propulsion motors when the power supply circuit voltage detected by the first and second voltage detectors falls to a specified value, The propulsion motor apparatus characterized by restricting the said electric power feeding circuit current and the said power converter device input current, respectively, and preventing the further fall of the said electric power feeding circuit voltage.
請求項1または2に記載の推進電動機装置において、
更に前記第1および第2の推進電動機に対する運転パターン、回転速度制限動作状態、および前記各電流に対する電流制限動作状態を表示する表示装置を備えることを特徴とする推進電動機装置。
In the propulsion motor device according to claim 1 or 2,
The propulsion motor apparatus further comprises a display device that displays an operation pattern, a rotation speed limiting operation state, and a current limiting operation state for each of the currents for the first and second propulsion motors.
前記回転速度制限動作状態は、回転速度指令、回転速度制限値、および前記推進電動機の実回転速度からなり、前記電流制限動作状態は、電流制限信号と前記電力変換装置の入力電流および出力電流、並びに給電電路電圧からなる請求項6に記載の推進電動機装置。   The rotational speed limiting operation state includes a rotational speed command, a rotational speed limit value, and an actual rotational speed of the propulsion motor. The current limiting operation state includes a current limiting signal, an input current and an output current of the power converter, The propulsion motor apparatus according to claim 6, comprising a feeding circuit voltage.
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