專利名稱：船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)。
技術(shù)背景 船舶電カ推進(jìn)與傳統(tǒng)機(jī)械推進(jìn)相比，船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)推進(jìn)裝置，有效減少船舶裝機(jī)功率、降低油耗、減少排放，具有調(diào)速范圍廣、驅(qū)動(dòng)カ矩大、易于正反轉(zhuǎn)、操縱性能優(yōu)異、運(yùn)行靈活性強(qiáng)、可靠性高和維護(hù)量少、體積小布局靈活、振動(dòng)和噪音小、安裝及維修方便等特點(diǎn)。因此，船舶電カ推進(jìn)是未來發(fā)展的方向。一般船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)主要包括發(fā)電機(jī)組、變壓器、變頻器、電動(dòng)機(jī)、推進(jìn)裝置及控制系統(tǒng)組成，發(fā)電機(jī)組通過變壓器提供電動(dòng)機(jī)電源，變頻器和控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。目前船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)的型式多種多樣，歸納起來基本可分為以下五類可控硅整流器與直流電動(dòng)機(jī)、變距槳與交流異步電動(dòng)機(jī)、電流型變頻器與交流同步電動(dòng)機(jī)、交一交變頻器與交流同步電動(dòng)機(jī)、電壓型變頻器與交流異步電動(dòng)機(jī)。其目的都是達(dá)到可操控推進(jìn)裝置的變速，實(shí)現(xiàn)船舶的正常航行。但大多船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置剛性連接，震動(dòng)噪聲較大，電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)部件(如軸承、密封件等)使用壽命短，惡劣環(huán)境下適應(yīng)性能較差，維護(hù)成本較高；同時(shí)采用變頻器的控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生諧波干擾，降低電動(dòng)機(jī)的工作效率，在電壓降低時(shí)，變頻器可能無法工作，影響船舶的正常操控。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)，利用本系統(tǒng)使電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置柔性連接，方便實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速、扭矩的調(diào)整，避免震動(dòng)傳遞、噪音疊加，提高部件的使用壽命，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)包括駕駛操作控制模塊、機(jī)艙操作控制模塊和動(dòng)力推進(jìn)模塊，所述駕駛操作控制模塊包括速度給定裝置、駕駛臺(tái)控制器和顯示單元，所述速度給定裝置輸出端連接所述駕駛臺(tái)控制器輸入端，所述駕駛臺(tái)控制器信號(hào)輸出端連接所述顯示單元輸入端；所述機(jī)艙操作控制模塊包括機(jī)艙就地控制器和指示単元，所述機(jī)艙就地控制器信號(hào)輸出端連接所述指示單元輸入端，所述動(dòng)カ推進(jìn)模塊包括轉(zhuǎn)向控制器、電動(dòng)機(jī)、推進(jìn)裝置和速度傳感器，所述轉(zhuǎn)向控制器輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)信號(hào)輸入端，所述速度傳感器設(shè)于所述推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)軸上，本控制系統(tǒng)還包括調(diào)速控制模塊和磁力耦合器，所述調(diào)速控制模塊包括調(diào)速控制裝置和調(diào)速執(zhí)行器，所述駕駛臺(tái)控制器和機(jī)艙就地控制器分別通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接所述調(diào)速控制裝置，所述調(diào)速控制裝置輸出端分別連接所述轉(zhuǎn)向控制器輸入端和調(diào)速執(zhí)行器輸入端，所述磁力耦合器設(shè)于所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)軸之間，所述調(diào)速執(zhí)行器與磁力耦合器通過機(jī)械連接，所述速度傳感器信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速控制裝置的信號(hào)反饋輸入端。進(jìn)一歩，上述調(diào)速執(zhí)行器包括一人工手操輪，所述人工手操輪連接所述調(diào)速執(zhí)行器。由于本實(shí)用新型船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)采用了上述技術(shù)方案，即本系統(tǒng)由駕駛操作控制模塊、機(jī)艙操作控制模塊、動(dòng)カ推進(jìn)模塊、調(diào)速控制模塊和磁力耦合器構(gòu)成，駕駛操作控制模塊由速度給定裝置、駕駛臺(tái)控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線提供調(diào)速控制模塊的調(diào)速控制裝置控制信號(hào)，并控制信息在顯示單元顯示；機(jī)艙操作控制模塊由機(jī)艙就地控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線提供調(diào)速控制模塊的調(diào)速控制裝置控制信號(hào)，并控制信息在指示單元顯示；調(diào)速控制模塊由調(diào)速控制裝置通過調(diào)速執(zhí)行器控制磁力 耦合器；動(dòng)力推進(jìn)模塊由轉(zhuǎn)向控制器、電動(dòng)機(jī)、推進(jìn)裝置和速度傳感器構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)通過磁力耦合器連接推進(jìn)裝置，速度傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)速并反饋至調(diào)速控制裝置。本控制系統(tǒng)使電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置柔性連接，方便實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速、扭矩的調(diào)整，避免震動(dòng)傳遞、噪音疊加，提高部件的使用壽命，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明圖I為本實(shí)用新型船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型船舶電カ推進(jìn)系統(tǒng)包括駕駛操作控制模塊I、機(jī)艙操作控制模塊2和動(dòng)カ推進(jìn)模塊3，所述駕駛操作控制模塊I包括速度給定裝置11、駕駛臺(tái)控制器12和顯示單元13，所述速度給定裝置11輸出端連接所述駕駛臺(tái)控制器12輸入端，所述駕駛臺(tái)控制器12信號(hào)輸出端連接所述顯示単元13輸入端；所述機(jī)艙操作控制模塊2包括機(jī)艙就地控制器21和指示単元22，所述機(jī)艙就地控制器21信號(hào)輸出端連接所述指示単元22輸入端；所述動(dòng)カ推進(jìn)模塊3包括轉(zhuǎn)向控制器31、電動(dòng)機(jī)32、推進(jìn)裝置34和速度傳感器33，所述轉(zhuǎn)向控制器31輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)32信號(hào)輸入端，所述速度傳感器33設(shè)于所述推進(jìn)裝置34轉(zhuǎn)軸；本控制系統(tǒng)還包括調(diào)速控制模塊4和磁力耦合器5，所述調(diào)速控制模塊4包括調(diào)速控制裝置41和調(diào)速執(zhí)行器42;所述駕駛臺(tái)控制器12和機(jī)艙就地控制器21分別通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接所述調(diào)速控制裝置41，所述調(diào)速控制裝置41輸出端分別連接所述轉(zhuǎn)向控制器31輸入端和調(diào)速執(zhí)行器42輸入端，所述磁力耦合器5設(shè)于所述電動(dòng)機(jī)32轉(zhuǎn)軸與推進(jìn)裝置34轉(zhuǎn)軸之間，所述調(diào)速執(zhí)行器42與磁力耦合器5通過機(jī)械連接，所述速度傳感器33信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速控制裝置41的信號(hào)反饋輸入端。 進(jìn)一歩，上述調(diào)速執(zhí)行器42包括一人工手操輪43，所述人工手操輪43連接所述調(diào)速執(zhí)行器42。人工手操輪可在應(yīng)急情況下通過人力操控調(diào)速執(zhí)行器，以調(diào)整磁力耦合器的磁力耦合間隙，使得電動(dòng)機(jī)輸出力矩傳遞至推進(jìn)裝置，實(shí)現(xiàn)船舶航行的操控。當(dāng)船舶駕駛員通過速度給定裝置發(fā)出指令后，駕駛臺(tái)控制器將控制指令通過現(xiàn)場(chǎng)總線送到調(diào)速控制裝置，同時(shí)在顯示單元顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，調(diào)速控制裝置同時(shí)接受船舶的航速信號(hào)和來自速度傳感器的推進(jìn)裝置的轉(zhuǎn)速作為反饋信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，發(fā)送調(diào)速控制信號(hào)到調(diào)速執(zhí)行器，由調(diào)速執(zhí)行器來驅(qū)動(dòng)調(diào)速型磁力耦合器的磁力耦合間隙，使電動(dòng)機(jī)的恒定輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整到需要給定的轉(zhuǎn)速，并帶動(dòng)推進(jìn)裝置推使船舶實(shí)現(xiàn)電力推迸。[0013]按照規(guī)范，本系統(tǒng)還包括一個(gè)機(jī)艙操作控制模塊和ー個(gè)人工手操輪，機(jī)艙操作控制模塊由機(jī)艙就地控制器和指示單元構(gòu)成，機(jī)艙就地控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接調(diào)速控制裝置，實(shí)現(xiàn)船舶航行在機(jī)艙內(nèi)控制，同時(shí)船舶航行的相應(yīng)數(shù)據(jù)和狀態(tài)在機(jī)艙內(nèi)的指示單元顯示；而人工手操輪在系統(tǒng)故障時(shí)依然可以通過調(diào)速執(zhí)行器操控船舶航行，確保船舶的航行安全。本系統(tǒng)的駕駛臺(tái)控制器和機(jī)艙就地控制器與調(diào)速控制裝置之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，可以接收來自船舶駕駛臺(tái)及機(jī)艙的控制指令，并調(diào)速控制裝置接受船舶航速信號(hào)和速度傳感器檢測(cè)的推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在不同エ況下對(duì)調(diào)速磁力耦合器的控制處理，以保證船舶的電カ推迸。本控制系統(tǒng)采用磁力耦合器連接電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)軸，相對(duì)通過調(diào)壓、變頻等手段調(diào)速裝置的其他電カ推進(jìn)系統(tǒng)來說，其電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置的軸間為柔性連接，克服了傳統(tǒng)剛性連接的缺陷，方便實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速、扭矩的調(diào)整，避免震動(dòng)傳遞，降低了機(jī)械振動(dòng)，避免噪音疊加，進(jìn)ー步降低運(yùn)行噪聲，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，特別對(duì)軍艦及潛艇來說靜音是非常重要的。同時(shí)電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置采用柔性連接，安裝方便，延長傳動(dòng)系統(tǒng)各主要部件·如軸承、密封等的使用壽命。采用柔性連接使電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)更為平穩(wěn)和漸進(jìn)的柔性啟動(dòng)/停止，對(duì)負(fù)載可以實(shí)現(xiàn)精確控制與調(diào)節(jié)，磁力耦合器自身具有過載保護(hù)功能，可有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)。在惡劣環(huán)境中本控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力強(qiáng)、免維護(hù)性能高，穩(wěn)定性和可靠性相對(duì)變頻器更高，維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用更低。本控制系統(tǒng)與變頻器相比，可消除變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的諧波干擾，提高電動(dòng)機(jī)的工作效率。在電壓降低時(shí)，變頻器可能無法工作，但本控制系統(tǒng)可不受任何影響。本控制系統(tǒng)具有無排放，無污染，利于環(huán)保；同時(shí)無震動(dòng)，低噪音，提高船舶的舒適度，對(duì)于軍艦和潛艇增加了隱蔽性，且節(jié)約能源，提高船舶驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低維修保養(yǎng)成本。
權(quán)利要求1.一種船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括駕駛操作控制模塊、機(jī)艙操作控制模塊和動(dòng)力推進(jìn)模塊，所述駕駛操作控制模塊包括速度給定裝置、駕駛臺(tái)控制器和顯示單元，所述速度給定裝置輸出端連接所述駕駛臺(tái)控制器輸入端，所述駕駛臺(tái)控制器信號(hào)輸出端連接所述顯示單元輸入端；所述機(jī)艙操作控制模塊包括機(jī)艙就地控制器和指示單元，所述機(jī)艙就地控制器信號(hào)輸出端連接所述指示單元輸入端，所述動(dòng)力推進(jìn)模塊包括轉(zhuǎn)向控制器、電動(dòng)機(jī)、推進(jìn)裝置和速度傳感器，所述轉(zhuǎn)向控制器輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)信號(hào)輸入端，所述速度傳感器設(shè)于所述推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)軸上，其特征在于還包括調(diào)速控制模塊和磁力耦合器，所述調(diào)速控制模塊包括調(diào)速控制裝置和調(diào)速執(zhí)行器，所述駕駛臺(tái)控制器和機(jī)艙就地控制器分別通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接所述調(diào)速控制裝置，所述調(diào)速控制裝置輸出端分別連接所述轉(zhuǎn)向控制器輸入端和調(diào)速執(zhí)行器輸入端，所述磁力耦合器設(shè)于所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)軸之間，所述調(diào)速執(zhí)行器與磁力耦合器通過機(jī)械連接，所述速度傳感器信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速控制裝置的信號(hào)反饋輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)速執(zhí)行器包括一人工手操輪，所述人工手操輪連接所述調(diào)速執(zhí)行器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)，即本系統(tǒng)駕駛操作控制模塊由速度給定裝置、駕駛臺(tái)控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線提供調(diào)速控制模塊的調(diào)速控制裝置控制信號(hào)，并控制信息在顯示單元顯示；機(jī)艙操作控制模塊由機(jī)艙就地控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線提供調(diào)速控制模塊的調(diào)速控制裝置控制信號(hào)，并控制信息在指示單元顯示；調(diào)速控制模塊由調(diào)速控制裝置通過調(diào)速執(zhí)行器控制磁力耦合器；動(dòng)力推進(jìn)模塊由轉(zhuǎn)向控制器、電動(dòng)機(jī)、推進(jìn)裝置和速度傳感器構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)通過磁力耦合器連接推進(jìn)裝置，速度傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)速并反饋至調(diào)速控制裝置。本系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)與推進(jìn)裝置柔性連接，實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速、扭矩的調(diào)整，避免震動(dòng)傳遞、噪音疊加，提高部件使用壽命，降低維護(hù)成本，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
文檔編號(hào)B63H23/24GK202624620SQ20122020056
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者馮曉明 申請(qǐng)人:上海融德機(jī)電工程設(shè)備有限公司