JPH0446598A - 主機軸駆動発電装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は船舶用の主機軸駆動発電装置で、主エンジン回
転数が低回転でも安定した電流制御ができる主機軸駆動
発電装置の制御方法に関する。

（従来の技術） 主機軸駆動発電装置は船舶の主エンジンにより発電機を
駆動し発電するシステムであり、省エネ、省保守に効果
が大きく多くの船舶で用いられている。

第４図に主機軸駆動発電装置の構成図を示す。

図において１は軸発電機、２はサイリスタコンバタ、３
はサイリスタインバータ、４は同期調相機、５は主エン
ジン、６はプロペラ、７は負荷、８は遮断器、９は母線
、１０は出力周波数指令設定器、１１は出力周波数検出
器、１２は出力周波数指令と出力周波数検出値の偏差に
より電流指令値を演算する周波数制御器、１３は電流指
令値を制限する電流リミッタ、１４は電流検出器、１５
は電流指令値と電流検出値によりサイリスタインバータ
３．すイリスタコンバータ２の位相を演算する電流制御
器、１６はサイリスタコンバータ２の位相制御器、１７
はサイリスタインバータ３の位相制御器、１８は軸発電
機１の出力電圧を制御する電圧調整器、１９は同期調相
機４の出力電圧を制御する電圧調整器である。

以下図にしたがって従来の主機軸駆動発電装置の動作を
説明する。

主エンジン５はプロペラ６を駆動するが、同時に軸発電
機１をも駆動する。主エンジン５の回転数は航行状態に
より変化するため軸発電機の交流電力の周波数も変化す
る。そこでサイリスタコンバータ２により交流を一旦直
流に変換しサイリスタインバータ３により定周波数の交
流電力に変換する。同期調相機４はサイリスタインバー
タ及び負荷に無効電力を供給して母線９の電圧を一定に
保つ。得られた定周波定電圧の電力は遮断器８を通して
母＆！９により負荷７に供給される。

船舶において急停止を行う場合は、プロペラすなわち主
エンジンを逆回転させて制動するクララシュアスターン
を行う。クララシュアスターンを行うときは衝突回避な
どの非常時であることが多く、できるだけ早く主エンジ
ンを逆転することが望まれる。主エンジンは完全に停止
してからでないと逆方向側に運転することはできない。

クララシュアスターンの指令があるとまず主エンジンの
燃料をカットする。そのままでは主エンジンは慣性です
ぐには止まらない。

したがって主機軸駆動発電装置を搭載する船舶ではこれ
を運転することにより慣性の持つ回転エネルギーを電気
エネルギーに変えて負荷で消費し主エンジンの回転を低
下させ、回転が所定の値（例えば約３０％）まで低下し
たらエアーを主エンジンのシリンダーに注入し急制動す
る。回転が停止すると、主エンジンすなわちプロペラを
逆回転で始動し船体に制動をかける。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように運転される主機軸駆動発電装置によれば、
クララシュアスターン時に主エンジンの回転数を速やか
に低下させることができ、短時間でエンジンの逆転運転
ができる。これにより船舶の航行の安全性を向上させる
ことができる。

しかしながら従来の制御方法では以下に示すような困菫
があった。通常の発電だけを行う主機軸駆動発電装置で
は主エンジンの回転変化幅は６０〜１００％程度である
。ところが前述のクララシュアスターン時の運転を行お
うとすると、さらに回転の低い３０％程度まで回転は変
化する。一般の中間軸方式主機軸駆動発電装置では軸発
電機８力周液数は主エンジン回転数１００％で約８Ｈｚ
であり、３０％では２．４Ｈｚとなる。

前述の様にサイリスタコンバータ２はその出力電圧を調
整するために位相制御器１６で点弧角を制御している。

位相制御器１６は軸発電機１の出力電圧にＰＬＬをかけ
て基準位相を作りそれをベースに点弧角を変えているが
、軸発電機の出力周波数が２．４Ｈｚというような低周
波数になると波形歪の増加も加えて基準位相の検出誤差
が増大し安定な制御ができない。

本発明の目的は、低回転でも安定に制御を行う主機軸駆
動発電装置の制御方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

（Ｗ題を解決するための手段） 本発明の主機軸駆動発電装置の制御方法は、クララシュ
アスターン時に主エンジンに制動をかける為低回転まで
運転するような主機軸駆動発電装置において、所定の回
転数以下ではサイリスタコンバータのゲートに連続パル
スを与えて全点弧させ、サイリスタインバータ側で電流
制御することを特徴とするものである。

（作　用） 本発明によれば、前記の手段により主エンジンの回転数
が通常の主機軸駆動発電装置運転範囲より低下した領域
でも、簡単な回路で安定して制御を継続する事ができる
。

（実施例） 本発明の主機軸駆動発電装置の制御方法を適用する主機
軸駆動発電装置の一実施例を第１図に示す。第１図にお
いて第４図と同一の符号のものは同一の構成要素を示す
。１００は主エンジン回転数検出器、１０１は連続ゲー
トパルス発生器、１０２はゲートパルス切り替え器、１
０３は切り替え回転数設定器である。

主エンジン回転数が低下し設定器１０３で設定した回転
数以下になるとサイリスタコンバータ２に与えるゲート
パルスを位相制御器１６のものから連続ゲートパルス発
生器１０１のものに切り替える。

切り替え信号は電流制御器１５にも入力され、切り替え
後はサイリスタインバータ３のみで電流制御を行う。

第２図に軸発電機１と同期調相器４の出力電圧の主エン
ジン回転数による変化の例を示す。同期調相器の電圧は
母線の電圧であり、主エンジン回転数にかかわらず一定
である。軸発電機は回転数低下すると過励磁防止のため
Ｖ／Ｆ一定に制御される。

設定器１０３による切り替え回転数を６０％とすると３
０〜６０％までの範囲では軸発電機の電圧は同期調相器
の電圧より十分低く、サイリスタコンバータを全点弧さ
せてもサイリスタインバータ側で電流制御することが可
能である。またサイリスクコンバータは位相制御せず全
点弧状態であるのでサイリスタコンバータの出力電圧は
波形歪や周波数による外乱を受けず安定であるので電流
制御も安定に行える。

この例では連続ゲートパルス発生器によりゲートパルス
を常時供給して全点弧させる方式としたが必ずしもそれ
に限るものではなく、例えばサイリスタのゲートパワー
をサイリスタのアノードからとり、リレーでＯＮ　−Ｏ
ＦＦする第３図の方式で全点弧させる方式でも良い。第
３図において３０１はサイリスクコンバータ２のサイリ
スタ、３０２は限流抵抗、３０３はリレーである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の主機軸駆動発電装置の制御方法に
よれば、主エンジン回転数が低回転となって軸発電機の
波形歪等が増大しても安定した電流制御ができる。その
ためクララシュアスターン時に低回転まで主機軸駆動発
電装置を運転して制動をかける場合でも適用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主機軸駆動発電装置の制御方法を適用
する主機軸駆動発電装置の一実施例を示すブロック図、
第２図は軸発電機、同期調相機の出力電圧特性を示す特
性図、第３図は本発明の他の実施例の部分を示す回路図
、第４図は従来の主機軸駆動発電装置の一例を示すブロ
ック図である。 １・・軸発電機　　　　　　　２・・・サイリスタコン
バータ３・サイリスクインバータ　４・・・同期調和機
５・・主エンジン　　　　　　７・・・負荷８・遮断器
　　　　　　　　９・・・母線１０・・・出力周波数指
令設定器　１１・・・出力周波数検出器１２・・周波数
制御器　　　　　１３・・・電流リミッタ１４−電流検
出器　　　　　　１５・・電流制御器１６．１７・・・
位相制御器　　　　１８．１９・・・電圧調整器１００
・・主エンジン回転数検出器 １０］・・連続ゲートパルス発生器 １０２　　ゲートパルス切り替え器 １０３・・−切り替え回転数設定器 （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か１名）重工Ｚ３−ンΣ溝入駁 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船舶の主エンジンによって駆動される軸発電機、軸発電
   機の出力を直流に変換するサイリスタコンバータ、前記
   サイリスタコンバータの直流出力を定周波数の交流に変
   換するサイリスタインバータ、前記サイリスタインバー
   タ及び負荷に無効電力を供給する同期調相機よりなる主
   機駆動発電装置で前記サイリスタコンバータ及び前記サ
   イリスタインバータで位相制御を行って電流を制御する
   ものにおいて、主エンジンの回転数が所定の回転数より
   も低下したときに前記サイリスタコンバータに電源サイ
   クルの全周期にわたってゲート信号を与えて全点弧状態
   とし、前記サイリスタインバータのみで位相制御を行っ
   て電流を制御するようにしたことを特徴とする主機軸駆
   動発電装置の制御方法。