JPH06165585A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH06165585A JPH06165585A JP4314581A JP31458192A JPH06165585A JP H06165585 A JPH06165585 A JP H06165585A JP 4314581 A JP4314581 A JP 4314581A JP 31458192 A JP31458192 A JP 31458192A JP H06165585 A JPH06165585 A JP H06165585A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高効率の二重反転プロペラ船を実
用化するために、全速力範囲でプロペラの特性にあった
負荷分担ができること、かつその機器構成が複雑となり
船舶に搭載不可能と成らない電力変換装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 第１のプロペラをプロペラ回転速度指令に基
づいた回転速度に制御しておき、一方の逆回転している
第２のプロペラを駆動する電動機を電動機出力指令に基
づいた出力制御するように構成し、この電動機出力指令
は、速度制御している第１の電力変換装置によって駆動
されている電動機出力、あるいはそれに相当する信号か
ら比例演算器、あるいは任意関数演算器により求めた信
号を用いている。これは、二重反転プロペラの特性か
ら、任意関数演算器に設定しておくことができる。
用化するために、全速力範囲でプロペラの特性にあった
負荷分担ができること、かつその機器構成が複雑となり
船舶に搭載不可能と成らない電力変換装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 第１のプロペラをプロペラ回転速度指令に基
づいた回転速度に制御しておき、一方の逆回転している
第２のプロペラを駆動する電動機を電動機出力指令に基
づいた出力制御するように構成し、この電動機出力指令
は、速度制御している第１の電力変換装置によって駆動
されている電動機出力、あるいはそれに相当する信号か
ら比例演算器、あるいは任意関数演算器により求めた信
号を用いている。これは、二重反転プロペラの特性か
ら、任意関数演算器に設定しておくことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機により船舶の二
重反転プロペラを駆動する可変速駆動システムに用いら
れる電力変換装置に関するものである。
重反転プロペラを駆動する可変速駆動システムに用いら
れる電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二重反転プロペラを用いた船舶の
駆動方式は図５の構成で行われていた。ディーゼルエン
ジンなどの原動機１で得られた動力は、遊星歯車２で正
逆の回転方向と一定の速度比を付け、二つのプロペラで
構成された二重反転プロペラ３を駆動していた。二重反
転プロペラは、第１のプロペラにより発生した回転して
後方に吐き出される水流を、後方に配置された逆回転し
ている第２のプロペラで整流することにより、プロペラ
全体の効率を向上させることができる性能を持ってい
る。
駆動方式は図５の構成で行われていた。ディーゼルエン
ジンなどの原動機１で得られた動力は、遊星歯車２で正
逆の回転方向と一定の速度比を付け、二つのプロペラで
構成された二重反転プロペラ３を駆動していた。二重反
転プロペラは、第１のプロペラにより発生した回転して
後方に吐き出される水流を、後方に配置された逆回転し
ている第２のプロペラで整流することにより、プロペラ
全体の効率を向上させることができる性能を持ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】二重反転プロペラの特
性として、第１のプロペラと第２のプロペラの速度差、
あるいは出力差は最も効果のある値が決まっている。こ
の差の値は二重反転プロペラの総合出力によって異なる
という特徴を持っている。すなわち、プロペラの総合出
力は船の航行速度により変わるため、常に一定速度差と
なる従来の遊星歯車による方式では、全船速範囲で最も
効率の良い使い方ができないという欠点があった。これ
を解決する手段として、図６に示すように２つの原動機
１ａ、１ｂを設け、結合ギヤ４によりプロペラをそれぞ
れ独立して駆動する方式が考えられる。しかし、エンジ
ンの配置や結合ギヤが複雑で大形になり実用的な方式で
なかった。
性として、第１のプロペラと第２のプロペラの速度差、
あるいは出力差は最も効果のある値が決まっている。こ
の差の値は二重反転プロペラの総合出力によって異なる
という特徴を持っている。すなわち、プロペラの総合出
力は船の航行速度により変わるため、常に一定速度差と
なる従来の遊星歯車による方式では、全船速範囲で最も
効率の良い使い方ができないという欠点があった。これ
を解決する手段として、図６に示すように２つの原動機
１ａ、１ｂを設け、結合ギヤ４によりプロペラをそれぞ
れ独立して駆動する方式が考えられる。しかし、エンジ
ンの配置や結合ギヤが複雑で大形になり実用的な方式で
なかった。
【０００４】本発明は、上記の問題点を解決し、高効率
の二重反転プロペラ船を実用化するために、全速力範囲
でプロペラの特性にあった負荷分担ができること、かつ
その機器構成が複雑となり船舶に搭載不可能と成らない
電力変換装置を提供することを目的とする。
の二重反転プロペラ船を実用化するために、全速力範囲
でプロペラの特性にあった負荷分担ができること、かつ
その機器構成が複雑となり船舶に搭載不可能と成らない
電力変換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
の欠点を補い、高効率の二重反転プロペラ船を実用化す
るために、可変速駆動システムを採用した電気推進船と
すること、およびその２つのプロペラ速度、出力を制御
するようにしたことである。
の欠点を補い、高効率の二重反転プロペラ船を実用化す
るために、可変速駆動システムを採用した電気推進船と
すること、およびその２つのプロペラ速度、出力を制御
するようにしたことである。
【０００６】可変速駆動システムは、電動機を電力変換
装置で制御することによりプロペラ回転速度や出力を自
由に制御できるため、船の航行速度が変わっても２つの
プロペラの速度差や出力差を最も効率の良い任意の値に
することができる。
装置で制御することによりプロペラ回転速度や出力を自
由に制御できるため、船の航行速度が変わっても２つの
プロペラの速度差や出力差を最も効率の良い任意の値に
することができる。
【０００７】その手段として本発明は、第１のプロペラ
をプロペラ回転速度指令に基づいた回転速度に制御して
おき、一方の逆回転している第２のプロペラを駆動する
電動機を電動機出力指令に基づいた出力制御するように
構成している。この電動機出力指令は、速度制御してい
る第１の電力変換装置によって駆動されている電動機出
力、あるいはそれに相当する信号から比例演算器、ある
いは任意関数演算器により求めた信号を用いている。こ
れは、あらかじめ二重反転プロペラの特性が知られてい
れば、この任意関数演算器に設定しておくことで目的が
達成できる。
をプロペラ回転速度指令に基づいた回転速度に制御して
おき、一方の逆回転している第２のプロペラを駆動する
電動機を電動機出力指令に基づいた出力制御するように
構成している。この電動機出力指令は、速度制御してい
る第１の電力変換装置によって駆動されている電動機出
力、あるいはそれに相当する信号から比例演算器、ある
いは任意関数演算器により求めた信号を用いている。こ
れは、あらかじめ二重反転プロペラの特性が知られてい
れば、この任意関数演算器に設定しておくことで目的が
達成できる。
【０００８】また、あらかじめ二重反転プロペラの特性
が知られていない場合、あるいは航行時の海流の状態な
ど外的要因で特性が変わる場合として、一旦決めた第２
のプロペラの電動機出力指令を基準に、あらかじめ定め
た正負の一定範囲で変化させて運転することにより負荷
の分担を可変する機能を設ける。変化させた結果で、第
１と第２の電動機出力の和が最小となる最も効率の良い
点を、第２のプロペラの電動機出力指令とすることで目
的を達成させる。このようにすることにより全速力範囲
で最も効率の良い運転が可能な二重反転プロペラ船とす
ることができる。
が知られていない場合、あるいは航行時の海流の状態な
ど外的要因で特性が変わる場合として、一旦決めた第２
のプロペラの電動機出力指令を基準に、あらかじめ定め
た正負の一定範囲で変化させて運転することにより負荷
の分担を可変する機能を設ける。変化させた結果で、第
１と第２の電動機出力の和が最小となる最も効率の良い
点を、第２のプロペラの電動機出力指令とすることで目
的を達成させる。このようにすることにより全速力範囲
で最も効率の良い運転が可能な二重反転プロペラ船とす
ることができる。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。動力源は原
動機１と発電機７で発電した電力であり、この電力は電
力変換機６ａ、６ｂによって可変周波数電源に変換され
電動機５ａ、５ｂを駆動する。二重反転プロペラ３は電
動機５ａ、５ｂによって駆動されるが、電動機５ｂは回
転子のシャフトが中空に成っており、その中を電動機５
ａの回転子シャフトが貫通して、２台の電動機は同一軸
上にタンデムに配置される。全体としてはこのような電
気推進システムとして構成されている。
動機１と発電機７で発電した電力であり、この電力は電
力変換機６ａ、６ｂによって可変周波数電源に変換され
電動機５ａ、５ｂを駆動する。二重反転プロペラ３は電
動機５ａ、５ｂによって駆動されるが、電動機５ｂは回
転子のシャフトが中空に成っており、その中を電動機５
ａの回転子シャフトが貫通して、２台の電動機は同一軸
上にタンデムに配置される。全体としてはこのような電
気推進システムとして構成されている。
【００１０】電力変換装置６ａ、６ｂはサイリスタなど
の半導体で構成されたサイクロコンバータや負荷転流イ
ンバータ、あるいは自己消弧デバイスであるトランジス
タ、ＧＴＯなどを用いた自励インバータなどで構成され
る電力変換部７と制御部で構成される。図１では電力変
換装置６ａは速度制御を行う速度制御器８、および電力
変換装置６ｂは出力制御を行う電力制御器９で構成され
ている。電力変換装置６ａはプロペラの回転速度指令１
３によって、電動機５ａの速度制御を行っている。ま
た、電力変換装置６ｂは電動機５ａの電力検出器10の信
号で電動器５ｂの出力を制御している。つまり、電動機
５ｂは電動機５ａと同じ出力となるように制御されてい
る。
の半導体で構成されたサイクロコンバータや負荷転流イ
ンバータ、あるいは自己消弧デバイスであるトランジス
タ、ＧＴＯなどを用いた自励インバータなどで構成され
る電力変換部７と制御部で構成される。図１では電力変
換装置６ａは速度制御を行う速度制御器８、および電力
変換装置６ｂは出力制御を行う電力制御器９で構成され
ている。電力変換装置６ａはプロペラの回転速度指令１
３によって、電動機５ａの速度制御を行っている。ま
た、電力変換装置６ｂは電動機５ａの電力検出器10の信
号で電動器５ｂの出力を制御している。つまり、電動機
５ｂは電動機５ａと同じ出力となるように制御されてい
る。
【００１１】このように構成されたシステムでは、船と
して配置が決められてしまうプロペラ軸には電動機のみ
配置でき、他の機器である原動機／発電機、電力変換装
置などは電線で接続できるため任意の位置に配置でき
る。また、二重反転プロペラの一方は速度制御されてい
るため、船速とプロペラ特性によって決まる負荷とな
り、もう一方のプロペラは出力制御されているため、そ
の回転速度は出力に見合った値で整定する。
して配置が決められてしまうプロペラ軸には電動機のみ
配置でき、他の機器である原動機／発電機、電力変換装
置などは電線で接続できるため任意の位置に配置でき
る。また、二重反転プロペラの一方は速度制御されてい
るため、船速とプロペラ特性によって決まる負荷とな
り、もう一方のプロペラは出力制御されているため、そ
の回転速度は出力に見合った値で整定する。
【００１２】このように、２台のプロペラを独立した電
動機で制御しても船内に配置でき、さらにそれぞれのプ
ロペラの出力は完全に分担でき、その船速に見合った効
率の良い運転ができる。
動機で制御しても船内に配置でき、さらにそれぞれのプ
ロペラの出力は完全に分担でき、その船速に見合った効
率の良い運転ができる。
【００１３】図２に本発明において二重反転プロペラの
特性が一定出力で無い場合の実施例を示す。これは２つ
のプロペラの特性がある関数で決められるような場合、
例えば一方を100 ％の出力としたら、もう一方がその80
％となる関係であったときに総合のプロペラ特性が最も
効率が良いという場合である。もちろんこの特性が単な
る比例関係でなく回転速度によって変わるなど、複雑な
特性を持っていても同じである。
特性が一定出力で無い場合の実施例を示す。これは２つ
のプロペラの特性がある関数で決められるような場合、
例えば一方を100 ％の出力としたら、もう一方がその80
％となる関係であったときに総合のプロペラ特性が最も
効率が良いという場合である。もちろんこの特性が単な
る比例関係でなく回転速度によって変わるなど、複雑な
特性を持っていても同じである。
【００１４】構成は関数演算器14が加わっているだけ
で、あとはまったく図１と同じである。これにより、あ
らかじめ設計段階で、あるいは試験で明らかになったプ
ロペラ特性を考慮した電力分配により、その船速に見合
った効率の良い運転ができる。しかし、プロペラ特性は
複雑であり、また風や海流などによっても変わるためあ
らかじめ、設定できない場合の実施例を図３に示す。電
力変換器６ｂに電動機５ｂの電力検出器10が加わり、検
出された電動機５ａ、５ｂの電力は加算され最小値検出
器17に入力される。最小値検出回路17はスタート指令15
によって、入力された電力信号の最小値を求め、ホール
ド信号18を出力する。また、信号発生器16はスタート指
令15によってあらかじめ決められた正負の信号を発生さ
せ電力変換装置６ｂの電力基準に加算される。なお、こ
の信号はホールド信号によって保持される構成となって
いる。あとはまったく図１と同じである。
で、あとはまったく図１と同じである。これにより、あ
らかじめ設計段階で、あるいは試験で明らかになったプ
ロペラ特性を考慮した電力分配により、その船速に見合
った効率の良い運転ができる。しかし、プロペラ特性は
複雑であり、また風や海流などによっても変わるためあ
らかじめ、設定できない場合の実施例を図３に示す。電
力変換器６ｂに電動機５ｂの電力検出器10が加わり、検
出された電動機５ａ、５ｂの電力は加算され最小値検出
器17に入力される。最小値検出回路17はスタート指令15
によって、入力された電力信号の最小値を求め、ホール
ド信号18を出力する。また、信号発生器16はスタート指
令15によってあらかじめ決められた正負の信号を発生さ
せ電力変換装置６ｂの電力基準に加算される。なお、こ
の信号はホールド信号によって保持される構成となって
いる。あとはまったく図１と同じである。
【００１５】本構成の作用について図４で説明する。ス
タート信号15がオンしていない状態は図３の発明とまっ
たく同じであり、２台の電動機の負荷分担は関数演算器
１４によって決められている。その状態でスタート信号
15がオンすると信号発生器16は図４のような走査信号を
発生する。Ｔ０からＴ２まで正負の信号を発生し、電動
機６ｂの電力はその指令に従って変化する。その結果、
電動機６ａ、６ｂの総和である全出力は変化して最も効
率の良い、すなわち同じ速度を得るために最も最小の出
力点がその範囲内で得られる。図４ではＴ１の点が最小
値検出器17にメモリされる。そのあと同じように走査信
号を動かしＴ１と同じ値であるＴ３でホールド信号を出
力し、その値を保持する。このようにすることにより、
その速度における最もプロペラ効率のよい運転状態が得
られる。
タート信号15がオンしていない状態は図３の発明とまっ
たく同じであり、２台の電動機の負荷分担は関数演算器
１４によって決められている。その状態でスタート信号
15がオンすると信号発生器16は図４のような走査信号を
発生する。Ｔ０からＴ２まで正負の信号を発生し、電動
機６ｂの電力はその指令に従って変化する。その結果、
電動機６ａ、６ｂの総和である全出力は変化して最も効
率の良い、すなわち同じ速度を得るために最も最小の出
力点がその範囲内で得られる。図４ではＴ１の点が最小
値検出器17にメモリされる。そのあと同じように走査信
号を動かしＴ１と同じ値であるＴ３でホールド信号を出
力し、その値を保持する。このようにすることにより、
その速度における最もプロペラ効率のよい運転状態が得
られる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高効率の
二重反転プロペラ船を実用化するために、全速力範囲で
プロペラの特性にあった負荷分担ができ、かつその機器
構成が複雑でなく船舶に搭載可能な電力変換装置を提供
することができる。
二重反転プロペラ船を実用化するために、全速力範囲で
プロペラの特性にあった負荷分担ができ、かつその機器
構成が複雑でなく船舶に搭載可能な電力変換装置を提供
することができる。
【図１】本発明による一実施例の構成図である。
【図２】本発明による他の実施例の構成図である。
【図３】本発明による他の実施例の構成図である。
【図４】上記他の実施例図３の動作説明図である。
【図５】従来の二重反転プロペラ駆動説明図である。
【図６】従来の他の二重反転プロペラ駆動の説明図であ
る。
る。
１…原動機 ２…遊星歯車 ３…二重反転プロペラ ４…結合ギヤ ５ａ、５ｂ…電動機 ６ａ、６ｂ…電力変換装置 ７…電力変換部 ８…速度制御器 ９…電力制御器 10…電力検出器 11…ＰＴ 12…ＣＴ 13…速度指令 14…関数演算器 15…スタート信号 16…信号発生器 17…最小値検出器 18…ホールド信号
Claims (3)
- 【請求項１】 反転する２つのプロペラを同一回転軸上
に接近させて配置して構成する二重反転プロペラを装備
した船舶において、１機の二重反転プロペラに対し電動
機と電力変換装置で構成される２組の可変速駆動システ
ムを搭載して電気推進システムを構成し、前記二重反転
プロペラの第１のプロペラを駆動する電動機を、第１の
電力変換装置によって、プロペラ回転速度指令に従って
回転速度制御し、前記第１のプロペラに対して逆回転し
ている第２のプロペラを駆動する電動機を、第２の電力
変換装置によって、電動機出力指令に従って出力制御す
ることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の二重反転プロペラ電気推
進船用の電力変換装置において、第２の電力変換装置に
与える電動機出力指令を、速度制御されている第１の電
力変換装置によって駆動されている電動機出力に対応し
た信号から比例演算器、あるいは任意関数演算器により
求めた信号を用いたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の二重反転プロペラ電気推
進船用の電力変換装置において、第２の電力変換装置に
与えられる電動機出力指令を基準に、あらかじめ定めた
正負の一定範囲で前記電動機出力指令を変化させて第１
及び第２の電動機を運転し、前記第１と第２の電動機出
力の和が最小となる点ときの第１のプロペラ速度に基づ
いて新に前記第２の電力変換装置に与える電動機出力指
令を決定することを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314581A JPH06165585A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314581A JPH06165585A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165585A true JPH06165585A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18055022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4314581A Pending JPH06165585A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165585A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09240591A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二重反転プロペラ用駆動装置 |
| JP2002234491A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二重反転プロペラ装置 |
| JP2005176475A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 船舶電気推進用電動機の制動方法及び駆動装置 |
| JP2007174799A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 舶用電気推進装置 |
| JP2010125987A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Nishishiba Electric Co Ltd | 船舶用ハイブリッド推進装置 |
| KR101430159B1 (ko) * | 2012-05-17 | 2014-08-13 | 삼성중공업 주식회사 | 선박용 추진장치 |
| CN110001904A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-12 | 上海丰滋新能源船舶科技有限公司 | 一种用于纯电动船的双电机系统 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4314581A patent/JPH06165585A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09240591A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二重反転プロペラ用駆動装置 |
| JP2002234491A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二重反転プロペラ装置 |
| JP4503193B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2010-07-14 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 二重反転プロペラ装置 |
| JP2005176475A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 船舶電気推進用電動機の制動方法及び駆動装置 |
| JP4498729B2 (ja) * | 2003-12-10 | 2010-07-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 船舶電気推進用電動機の制動方法及び駆動装置 |
| JP2007174799A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 舶用電気推進装置 |
| JP4733515B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-07-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 舶用電気推進装置 |
| JP2010125987A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Nishishiba Electric Co Ltd | 船舶用ハイブリッド推進装置 |
| KR101430159B1 (ko) * | 2012-05-17 | 2014-08-13 | 삼성중공업 주식회사 | 선박용 추진장치 |
| CN110001904A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-12 | 上海丰滋新能源船舶科技有限公司 | 一种用于纯电动船的双电机系统 |
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