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JP4124855B2 - Ship power supply - Google Patents
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JP4124855B2 - Ship power supply - Google Patents

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JP4124855B2 JP06513298A JP6513298A JP4124855B2 JP 4124855 B2 JP4124855 B2 JP 4124855B2 JP 06513298 A JP06513298 A JP 06513298A JP 6513298 A JP6513298 A JP 6513298A JP 4124855 B2 JP4124855 B2 JP 4124855B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、電気推進装置を搭載した船舶に用いられる船舶用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常の船舶は、スクリューが内燃機関により駆動されるようになっているが、近年は速度制御の容易性に着目して、電気推進装置の推進電動機によりスクリューを駆動する形式の船舶が次第に多く建造されるようになってきている。図5は、このような電気推進装置を搭載した船舶に用いられる従来の船舶用電源装置の構成図である。
【0003】
図5において、2台の交流発電機1A,1B及び1台の非常用交流発電機2がそれぞれ遮断機3A,3B及び遮断機4を介して交流母線5の電源側に接続されている。一方、交流母線5の負荷側には、遮断機6A,6Bを介して2系統の電気推進装置を構成する交流/直流変換装置7A,7B、電力変換装置(例えば、インバータ装置等)8A,8B及び推進電動機9A,9Bが接続されており、2つのスクリュー10A,Bを駆動できるようになっている。これら2系統の電気推進装置の運転には大電力を必要とし、交流母線5上には波形歪みのために発生する高調波が含まれるようになるが、この高調波を除去するために、交流母線5には遮断機11A,11Bを介してアクティブフィルタ12A,12Bが接続されている。
【0004】
交流母線5には、また、遮断機13を介して複数の遮断機14が接続されており、これら複数の遮断機14のそれぞれに複数の交流/直流変換装置15、複数の電力変換装置(例えば、インバータ装置又は静止型起動器等)16、及び複数の補機用電動機17が接続されている。
【0005】
交流母線5には、さらに、遮断機18を介して変圧器19が接続されている。そして、この変圧器19の2次形側には、変圧器20及び遮断機21を介して船舶内負荷22が接続されると共に、遮断機23を介して船舶内負荷24が接続されている。
【0006】
次に、上記のように構成される従来装置の動作につき説明する。交流発電機1A,1B及び非常用交流発電機2により発生した交流電力は遮断機3A,3B及び遮断機4を介して交流母線5上に出力される。そして、交流/直流変換装置7A,7Bは、交流母線5から遮断機6A,6Bを介してこの交流電力を入力してこれを直流電力に変換し、電力変換装置8A,8Bはこの変換された直流電力の入力に基づいて推進電動機9A,9Bの速度制御を行い、スクリュー10A,10Bを駆動する。この時、電力変換装置8A、8Bが制御する電力は大きなものであるため交流母線5上には高調波が発生しようとするが、アクティブフィルタ12A,12Bによってこの高調波は除去される。
【0007】
また、複数の交流/直流変換装置15は、交流母線5から遮断機13,14を介して交流電力を入力してこれを直流電力に変換し、複数の電力変換装置16はこの変換された直流電力の入力に基づいて複数の電動機17の制御を行う。
【0008】
さらに、変圧器19は、交流母線5から遮断機18を介して入力した交流電力の電圧を低電圧回路用に降圧する。そして、変圧器19の2次側では、この降圧された電圧が変圧器20によりさらに一定電圧に降圧(又は昇圧)された後、遮断機21を介して船舶内負荷22に供給され、あるいは変圧器19により降圧された電圧がそのまま遮断機23を介して船舶内負荷24に供給される。
【0009】
上記した図5の構成は、交流発電機1A,1Bと、電気推進装置を構成する交流/直流変換装置7A,7B、電力変換装置8A,8B、推進電動機9A,9B等と、アクティブフィルタ12A,12B等とがA系及びB系の2系統に分けられており(以下、本明細書においては、上記のように2系統に分けられている構成要素については符号の末尾にA又はBを付することにする。)、他の機器については2系統に分けられていなかったが、図6に示すように他の機器についても2系統に分けた構成とする場合がある。図6が図5と異なる点は、2台の非常用交流発電機2A,2Bが設けられていることと、2系統の交流/直流変換装置15A,15B、電力変換装置16A,16B、電動機17A,17B等が設けられていることと、2系統の変圧器19A,19B、変圧器20A,20B、船舶内負荷22A,22B、船舶内負荷24A,24B等が設けられていることと、これら2系統を分けるための遮断機25が交流母線5上に設けられていることである。この図6の動作は、図5の場合とほぼ同様であるため、その説明については省略する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の船舶用電源装置は次のような課題を有するものであった。すなわち、アクティブフィルタ12A,12Bや変圧器19などの大型の電気機器を設けなければならないため、船舶内の限られたスペースを有効に活用することができず、また、これらの機器はその重量もかなり大きなものであるため、その分船舶の燃費も増大したものとなっていた。ここで、変圧器19を省略するために、交流母線5の電圧を下げることが考えられるが、そうすると、交流/直流変換装置7A,7B、電力変換装置8A,8B、交流/直流変換装置15、電力変換装置16等の電流定格を大きなものにしなければならず、また、これに伴って遮断機6A,6B、13、18等の電流定格も大きなものにしなければならなくなる。そのため、変圧器19を省略できたとしても装置全体としてはかえって大型化してしまうことになる。
【0011】
また、非常用交流発電機2は、本来、交流発電機1A,1Bが故障等により使用不能となった場合に運転を開始すれば足りるものである。しかし、船舶内負荷22,24の中には例えばコンピュータのように一瞬たりとも電源供給を停止させてはならないものが含まれている場合が通常である。そのため、非常用交流発電機2についても常時運転しておき、これを待機状態にさせておかなければならず、余分なエネルギーを消費せざるを得ない結果となっている。
【0012】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置全体の小型化及び軽量化を図ることができ、さらに、省エネルギー化をも図ることが可能な船舶用電源装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項1記載の発明は、交流発電機と、この交流発電機により得られる電力を、少なくとも電気推進装置の推進電動機を含む複数の負荷に供給する母線とを有する船舶用電源装置において、前記交流発電機からの交流電力の入力に基づき前記母線に直流電力を出力する整流装置を備えると共に、前記母線を直流母線とし、各交流負荷に対してはその入力側に直流/交流変換装置を設け、更に、前記交流発電機の使用不能時に使用される非常用交流発電機と、この非常用交流発電機からの交流電力の入力に基づき前記直流母線に直流電力を出力する非常用整流装置とを備えた、ことを特徴とする。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記直流母線に接続され、非常用電源として機能する蓄電池を備えた、ことを特徴とする。
【0016】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記複数の負荷は2系統に分けられており、これに対応して前記交流発電機、前記非常用交流発電機、及び蓄電池も2系統に分けられている、ことを特徴とする。
【0017】
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記蓄電池は、前記非常用整流装置の出力側に接続されており、その共通接続点が前記直流母線に接続されている、ことを特徴とする。
【0018】
請求項5記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記非常用整流装置と前記蓄電池との共通接続点が、非常時にバックアップが必要な負荷側機器にのみ接続されている、ことを特徴とする。
【0019】
以下、本発明の実施形態を図1乃至図4に基づき説明する。但し、図5及び図6と同様の構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0020】
図1は本発明の第1の実施形態の構成図である。この図において、交流発電機1A,1B及び非常用交流発電機2の出力側にはそれぞれ整流装置26A,26B及び整流装置27が接続されており、遮断機3A,3B及び遮断機4を介して直流母線28に直流電力が出力されるようになっている。すなわち、図5における交流母線5が直流母線28に置き換えられた構成となっている。また、この直流母線28には、蓄電池29が遮断機30を介して接続されている。
【0021】
直流母線28の負荷側には、図5の場合と同様に、遮断機6A,6B、電力変換装置(インバータ装置)8A,8B、推進電動機9A,9B、スクリュー10A,10Bが配設されているが、図5において設けられていた交流/直流変換装置7A,7Bは省略されている。そして、図5において設けられていた遮断機11A,11B、アクティブフィルタ12A,12Bも省略されている。
【0022】
直流母線28の負荷側には、また、図5の場合と同様に、遮断機13、複数の遮断機14、複数の電力変換装置(インバータ装置)16、複数の電動機17が配設されている。しかし、図5において設けられていた複数の交流/直流変換装置15は省略されている。
【0023】
直流母線28の負荷側には、さらに、遮断機18、直流/交流変換装置31、変圧器20、遮断機21、船舶内負荷22、遮断機23、船舶内負荷24が配設されている。図5の構成では変圧器19が設けられていたが、この図1の構成では変圧器19の代わりに直流/交流変換装置31が設けられている。
【0024】
次に、上記のように構成される第1の実施形態の動作につき説明する。交流発電機1A,1Bにより発生した交流電力は整流装置26A,26Bにより整流され、遮断機3A,3Bを介して直流母線28上に出力される。そして、蓄電池29の電圧が所定レベル以下であれば遮断機30が閉成され、蓄電池29の充電が行われる。したがって、交流発電機1A,1Bに故障が発生したとしても、継続して運転を行わなければならない負荷機器に対しては、この蓄電池29が電力を供給できるので、本実施形態では交流発電機1A,1Bが運転を行っている間、非常用交流発電機2は運転を行わない。
【0025】
電力変換装置8A,8Bは、直流母線28から遮断機6A,6Bを介して直流電力を入力し、この入力に基づいて推進電動機9A,9Bの速度制御を行い、スクリュー10A,10Bを駆動する。
【0026】
また、複数の電力変換装置16は、直流母線28から遮断機13,14を介して直流電力を入力し、複数の補機用電動機17の制御を行う。さらに、直流/交流変換装置31は、直流母線28から遮断機18を介して入力した直流電力を変換して交流電力を出力する。そして、この直流/交流変換装置31から出力される交流電力の電圧は、変圧器20により一定電圧に降圧(又は昇圧)された後、遮断機21を介して船舶内負荷22に供給され、あるいは直流/交流変換装置31から出力された電圧がそのまま遮断機23を介して船舶内負荷24に供給される。
【0027】
ところで、電力変換装置8A,8Bが制御する電力は大きなものであるため直流母線28上には高調波が発生する。しかし、直流母線28上に高調波が発生したとしても、直流/交流変換装置31はこの高調波を除去した交流電力を出力するので、従来装置のようにアクティブフィルタが設けられていなくても、コンピュータ等の精密機器を含む船舶内負荷22,24に高調波の影響が及ぶことはない。また、補機用電動機17に対しては高調波の影響をそれほど心配することはなく、また、電力変換装置16によってもかなりの程度高調波が除去されるため、実用上問題となることはない。
【0028】
そして、交流発電機1A,1Bのいずれかに故障が発生し、直流母線28上に必要な電力量を供給できなくなった場合は、非常用交流発電機2を起動させるようにするが、コンピュータのように一瞬たりとも電力供給を停止させてはならないものに対しては、非常用交流発電機2の起動が完了するまでの間は蓄電池29からの直流電力によって対処することができる。
【0029】
上記したように、図1の船舶用電源装置によれば、交流発電機1A,1B及び非常用交流発電機2の出力側に整流装置26A,26B及び整流装置27を設け、負荷側に電力を供給するための母線が直流母線28となるような構成としているので、船舶内の限られたスペースを少なからず占有していた従来のアクティブフィルタ12A,12Bや変圧器19、さらには交流/直流変換装置7A,7Bや交流/直流変換装置15を省略することができ、装置全体の小型化及び軽量化を図ることができる。
【0030】
また、母線が直流母線28となるように構成しているので、この直流母線28に蓄電池29を接続することが可能となり、交流発電機1A、1Bに故障が発生した場合等には、直ちに必要最小限の電力を直流母線28上に供給して、コンピュータ等の運転を継続させなければならない機器のバックアップを行うことができる。したがって、非常用交流発電機2を常時運転して待機状態にしておく必要がないので、無駄なエネルギーの消費を防止することができる。なお、本実施形態では非常用交流発電機2を設けた構成としてあるが、コンピュータ等の運転を継続させなければならない機器が少なく、蓄電池29からの電力によってこれらの機器の運転を充分長く行うことができる場合等は、非常用交流発電機2、整流装置27、及び遮断機4を省略した構成を採用することも可能である。
【0031】
図2は本発明の第2の実施形態の構成図である。この第2の実施形態は図6の従来装置に対応するものであって、直流母線28上の遮断機25を境に、各構成要素がA系統及びB系統の2系統に分かれているものである。この図2の動作は、図1の場合とほぼ同様であるため、その説明については省略する。
【0032】
図3は本発明の第3の実施形態の構成図である。図3が図1と異なる点は、整流装置27の出力側が蓄電池29の正側に接続されており、その共通接続点が遮断機30を介して直流母線28に接続されている点である。
【0033】
この実施形態では、通常運転時に蓄電池29の電圧が所定レベル以下である場合、遮断機30が閉成されることにより、直流母線28から蓄電池29に対して充電が行われるようになっているが、非常用交流発電機2により蓄電池29の電圧が所定レベル以上になるまで充電を行い、その後は非常用交流発電機2停止させるようにすることもできる。この実施形態によれば、図1における遮断機4を省略することができ、さらに装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
【0034】
図4は本発明の第4の実施形態の構成図である。図4が図3と異なる点は、遮断機30が直流母線28に接続されておらず、直接に負荷側の機器すなわち複数の電力変換装置16のうちの1つと直流/交流変換装置31とに接続されている点である。このような構成とすることにより、交流発電機1A,1Bに故障等が発生した場合に、蓄電池29からの電力が余分な遮断機を介さずに直ちにコンピュータ等の機器に供給されるために、確実なバックアップを行うことができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、交流発電機からの交流電力の入力に基づき母線に直流電力を出力する整流装置を設け、この母線が直流母線となるように構成したので、装置全体の小型化及び軽量化を図ることができ、さらに、省エネルギー化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の構成図。
【図2】本発明の第2の実施形態の構成図。
【図3】本発明の第3の実施形態の構成図。
【図4】本発明の第4の実施形態の構成図。
【図5】従来装置の構成図。
【図6】他の従来装置の構成図。
【符号の説明】
1 交流発電機
2 非常用交流発電機
3 遮断機
4 遮断機
5 交流母線
6 遮断機
7 交流/直流変換装置
8 電力変換装置
9 推進電動機
10 スクリュー
11 遮断機
12 アクティブフィルタ
13 遮断機
14 遮断機
15 交流/直流変換装置
16 電力変換装置
17 電動機
18 遮断機
19 変圧器
20 変圧器
21 遮断機
22 船舶内負荷
23 遮断機
24 船舶内負荷
25 遮断機
26 整流装置
27 整流装置
28 直流母線
29 蓄電池
30 遮断機
31 直流/交流変換装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a ship power supply device used in a ship equipped with an electric propulsion device.
[0002]
[Prior art]
In ordinary ships, the screw is driven by the internal combustion engine, but in recent years, focusing on the ease of speed control, more and more ships of the type in which the screw is driven by the propulsion motor of the electric propulsion device are built. It has come to be. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional ship power supply device used in a ship equipped with such an electric propulsion device.
[0003]
In FIG. 5, two AC generators 1 </ b> A and 1 </ b> B and one emergency AC generator 2 are connected to the power source side of the AC bus 5 through the circuit breakers 3 </ b> A and 3 </ b> B and the circuit breaker 4, respectively. On the other hand, on the load side of the AC bus 5, AC / DC converters 7A, 7B and power converters (for example, inverter devices, etc.) 8A, 8B constituting two systems of electric propulsion devices via circuit breakers 6A, 6B. The propulsion motors 9A and 9B are connected to drive the two screws 10A and 10B. The operation of these two electric propulsion devices requires a large amount of power, and the AC bus 5 contains harmonics generated due to waveform distortion. To remove these harmonics, AC Active filters 12A and 12B are connected to the bus 5 via circuit breakers 11A and 11B.
[0004]
The AC bus 5 is also connected to a plurality of circuit breakers 14 via a circuit breaker 13, and each of the plurality of circuit breakers 14 includes a plurality of AC / DC conversion devices 15 and a plurality of power conversion devices (for example, , An inverter device or a static starter, etc.) 16 and a plurality of auxiliary motors 17 are connected.
[0005]
Further, a transformer 19 is connected to the AC bus 5 via a circuit breaker 18. Further, a ship load 22 is connected to the secondary form side of the transformer 19 via a transformer 20 and a breaker 21, and a ship load 24 is connected via a breaker 23.
[0006]
Next, the operation of the conventional apparatus configured as described above will be described. The AC power generated by the AC generators 1A and 1B and the emergency AC generator 2 is output onto the AC bus 5 via the circuit breakers 3A and 3B and the circuit breaker 4. Then, the AC / DC converters 7A and 7B input this AC power from the AC bus 5 via the circuit breakers 6A and 6B, and convert this into DC power, and the power converters 8A and 8B are converted. Based on the input of DC power, speed control of the propulsion motors 9A and 9B is performed to drive the screws 10A and 10B. At this time, since the power controlled by the power converters 8A and 8B is large, harmonics are likely to be generated on the AC bus 5, but these harmonics are removed by the active filters 12A and 12B.
[0007]
The plurality of AC / DC converters 15 receive AC power from the AC bus 5 via the circuit breakers 13 and 14 and convert it into DC power, and the plurality of power converters 16 convert the converted DC power. The plurality of electric motors 17 are controlled based on the input of electric power.
[0008]
Furthermore, the transformer 19 steps down the voltage of the AC power input from the AC bus 5 via the circuit breaker 18 for the low voltage circuit. On the secondary side of the transformer 19, the stepped down voltage is further stepped down (or stepped up) to a constant voltage by the transformer 20, and then supplied to the ship load 22 through the circuit breaker 21. The voltage stepped down by the vessel 19 is supplied as it is to the ship load 24 via the circuit breaker 23.
[0009]
The configuration of FIG. 5 described above includes the AC generators 1A and 1B, the AC / DC converters 7A and 7B, the power converters 8A and 8B, the propulsion motors 9A and 9B, and the like that constitute the electric propulsion device, the active filter 12A, 12B and the like are divided into two systems of A system and B system (hereinafter, in this specification, A or B is added to the end of the reference numerals for the components divided into two systems as described above. However, other devices are not divided into two systems, but other devices may be divided into two systems as shown in FIG. FIG. 6 differs from FIG. 5 in that two emergency AC generators 2A and 2B are provided, two AC / DC converters 15A and 15B, power converters 16A and 16B, and an electric motor 17A. , 17B, etc., two systems of transformers 19A, 19B, transformers 20A, 20B, ship loads 22A, 22B, ship loads 24A, 24B, etc., and these 2 A circuit breaker 25 for dividing the system is provided on the AC bus 5. The operation of FIG. 6 is almost the same as that of FIG.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional marine power supply apparatus has the following problems. That is, since it is necessary to provide large electric devices such as the active filters 12A and 12B and the transformer 19, it is not possible to effectively use the limited space in the ship, and these devices are also heavy in weight. Since it is quite large, the fuel consumption of the ship has increased accordingly. Here, in order to omit the transformer 19, it is conceivable to reduce the voltage of the AC bus 5. Then, the AC / DC converters 7 A and 7 B, the power converters 8 A and 8 B, the AC / DC converter 15, The current rating of the power conversion device 16 and the like must be increased, and the current rating of the breakers 6A, 6B, 13, and 18 must be increased accordingly. For this reason, even if the transformer 19 can be omitted, the entire apparatus is rather enlarged.
[0011]
The emergency alternator 2 is essentially sufficient to start operation when the alternators 1A and 1B become unusable due to failure or the like. However, the ship loads 22 and 24 usually include a power supply that must not be stopped for a moment, such as a computer. For this reason, the emergency alternator 2 must also be operated at all times and kept in a standby state, resulting in the need to consume excess energy.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a marine power supply apparatus that can reduce the size and weight of the entire apparatus and can also save energy. Yes.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 includes an AC generator, and a bus for supplying electric power obtained by the AC generator to a plurality of loads including at least a propulsion motor of an electric propulsion device, A power supply device for a ship having a rectifier that outputs DC power to the bus based on the input of AC power from the AC generator, the bus as a DC bus, and input to each AC load A DC / AC converter is provided on the side, and an emergency AC generator used when the AC generator cannot be used, and DC power is supplied to the DC bus based on the input of AC power from the emergency AC generator. And an emergency rectifier.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a storage battery connected to the DC bus and functioning as an emergency power source is provided.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the plurality of loads are divided into two systems, and the AC generator, the emergency AC generator, and the storage battery are also two correspondingly. It is characterized by being divided into systems.
[0017]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3 , wherein the storage battery is connected to the output side of the emergency rectifier, and the common connection point is connected to the DC bus. It is characterized by that.
[0018]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 2 , wherein a common connection point between the emergency rectifier and the storage battery is connected only to a load side device that needs to be backed up in an emergency. And
[0019]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. However, the same components as those in FIGS . 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0020]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention. In this figure, rectifiers 26A and 26B and a rectifier 27 are connected to the output sides of the AC generators 1A and 1B and the emergency AC generator 2, respectively, and are connected via the breakers 3A and 3B and the breaker 4, respectively. DC power is output to the DC bus 28. That is, the AC bus 5 in FIG. 5 is replaced with the DC bus 28. A storage battery 29 is connected to the DC bus 28 via a circuit breaker 30.
[0021]
As in the case of FIG. 5, circuit breakers 6A and 6B, power converters (inverter devices) 8A and 8B, propulsion motors 9A and 9B, and screws 10A and 10B are arranged on the load side of DC bus 28. However, the AC / DC converters 7A and 7B provided in FIG. 5 are omitted. And the circuit breakers 11A and 11B and the active filters 12A and 12B provided in FIG. 5 are also omitted.
[0022]
Similarly to the case of FIG. 5, a breaker 13, a plurality of breakers 14, a plurality of power conversion devices (inverter devices) 16, and a plurality of electric motors 17 are disposed on the load side of the DC bus 28. . However, the plurality of AC / DC converters 15 provided in FIG. 5 are omitted.
[0023]
Further, on the load side of the DC bus 28, a circuit breaker 18, a DC / AC converter 31, a transformer 20, a circuit breaker 21, a ship load 22, a circuit breaker 23, and a ship load 24 are arranged. In the configuration of FIG. 5, the transformer 19 is provided, but in the configuration of FIG. 1, a DC / AC converter 31 is provided instead of the transformer 19.
[0024]
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. The AC power generated by the AC generators 1A and 1B is rectified by the rectifiers 26A and 26B and output to the DC bus 28 via the breakers 3A and 3B. And if the voltage of the storage battery 29 is below a predetermined level, the circuit breaker 30 will be closed and the storage battery 29 will be charged. Therefore, even if a fault occurs in the AC generators 1A and 1B, the storage battery 29 can supply power to the load equipment that must be continuously operated. In this embodiment, the AC generator 1A , 1B is in operation, the emergency alternator 2 is not in operation.
[0025]
The power converters 8A and 8B receive DC power from the DC bus 28 via the circuit breakers 6A and 6B, perform speed control of the propulsion motors 9A and 9B based on this input, and drive the screws 10A and 10B.
[0026]
The plurality of power conversion devices 16 input DC power from the DC bus 28 via the circuit breakers 13 and 14 and control the plurality of auxiliary motors 17. Furthermore, the DC / AC converter 31 converts the DC power input from the DC bus 28 via the circuit breaker 18 and outputs AC power. Then, the voltage of the AC power output from the DC / AC converter 31 is stepped down (or boosted) to a constant voltage by the transformer 20 and then supplied to the ship load 22 via the circuit breaker 21. The voltage output from the DC / AC converter 31 is supplied as it is to the ship load 24 via the circuit breaker 23.
[0027]
By the way, since the power controlled by the power converters 8A and 8B is large, harmonics are generated on the DC bus 28. However, even if harmonics occur on the DC bus 28, the DC / AC converter 31 outputs AC power from which these harmonics have been removed, so even if no active filter is provided as in the conventional device, Harmonics do not affect ship loads 22 and 24 including precision equipment such as computers. Further, the auxiliary motor 17 is not so worried about the influence of harmonics, and the power converter 16 removes a considerable amount of harmonics, so that there is no practical problem. .
[0028]
If either of the alternators 1A and 1B fails and the necessary amount of power cannot be supplied to the DC bus 28, the emergency alternator 2 is activated. As described above, the power supply that should not be stopped even for a moment can be dealt with by the DC power from the storage battery 29 until the start of the emergency AC generator 2 is completed.
[0029]
As described above, according to the marine power supply apparatus of FIG. 1, the rectifiers 26A and 26B and the rectifier 27 are provided on the output side of the AC generators 1A and 1B and the emergency AC generator 2, and the power is supplied to the load side. Since the power supply bus is configured to be a DC bus 28, the conventional active filters 12A and 12B and the transformer 19, which have occupied a limited space in the ship, and further AC / DC conversion. The devices 7A and 7B and the AC / DC converter 15 can be omitted, and the entire device can be reduced in size and weight.
[0030]
In addition, since the bus is configured to be the DC bus 28, a storage battery 29 can be connected to the DC bus 28, which is necessary immediately when a fault occurs in the AC generators 1A, 1B. Minimal power can be supplied onto the DC bus 28 to back up equipment that must continue to operate, such as a computer. Therefore, it is not necessary to always operate the emergency AC generator 2 and keep it in a standby state, so that wasteful energy consumption can be prevented. In this embodiment, the emergency alternator 2 is provided, but there are few devices such as a computer that have to be continuously operated, and the operation of these devices is sufficiently long by the power from the storage battery 29. In the case where the emergency AC generator 2, the rectifier 27, and the breaker 4 are omitted, a configuration in which the emergency AC generator 2, the rectifier 27, and the breaker 4 are omitted may be employed.
[0031]
FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment of the present invention. This second embodiment corresponds to the conventional apparatus shown in FIG. 6, and each component is divided into two systems of A system and B system with the breaker 25 on the DC bus 28 as a boundary. is there. The operation of FIG. 2 is substantially the same as that of FIG.
[0032]
FIG. 3 is a block diagram of the third embodiment of the present invention. 3 is different from FIG. 1 in that the output side of the rectifier 27 is connected to the positive side of the storage battery 29 and the common connection point is connected to the DC bus 28 via the circuit breaker 30.
[0033]
In this embodiment, when the voltage of the storage battery 29 is below a predetermined level during normal operation, the storage battery 29 is charged from the DC bus 28 by closing the circuit breaker 30. The emergency alternator 2 can be charged until the voltage of the storage battery 29 reaches a predetermined level or higher, and then the emergency alternator 2 can be stopped. According to this embodiment, the circuit breaker 4 in FIG. 1 can be omitted, and further the size and weight of the apparatus can be reduced.
[0034]
FIG. 4 is a configuration diagram of the fourth embodiment of the present invention. 4 differs from FIG. 3 in that the circuit breaker 30 is not connected to the DC bus 28 and is directly connected to one of the load side devices, that is, one of the plurality of power converters 16 and the DC / AC converter 31. It is a connected point. By adopting such a configuration, when a failure or the like occurs in the AC generators 1A and 1B, the power from the storage battery 29 is immediately supplied to a device such as a computer without going through an extra circuit breaker. Reliable backup can be performed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rectifier that outputs DC power to the bus based on the input of AC power from the AC generator is provided, and the bus is configured to be a DC bus. Miniaturization and weight reduction can be achieved, and further energy saving can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional apparatus.
FIG. 6 is a configuration diagram of another conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
1 AC generator 2 Emergency AC generator 3 Breaker 4 Breaker 5 AC bus 6 Breaker 7 AC / DC converter 8 Power converter 9 Propulsion motor 10 Screw 11 Breaker 12 Active filter 13 Breaker 14 Breaker 15 AC / DC converter 16 Power converter 17 Electric motor 18 Breaker 19 Transformer 20 Transformer 21 Breaker 22 Ship load 23 Breaker 24 Ship load 25 Breaker 26 Rectifier 27 Rectifier 28 DC bus 29 Storage battery 30 Break 31 DC / AC converter

Claims (5)

交流発電機と、この交流発電機により得られる電力を、少なくとも電気推進装置の推進電動機を含む複数の負荷に供給する母線とを有する船舶用電源装置において、
前記交流発電機からの交流電力の入力に基づき前記母線に直流電力を出力する整流装置を備えると共に、前記母線を直流母線とし、各交流負荷に対してはその入力側に直流/交流変換装置を設け、
更に、前記交流発電機の使用不能時に使用される非常用交流発電機と、
この非常用交流発電機からの交流電力の入力に基づき前記直流母線に直流電力を出力する非常用整流装置とを備えた、
ことを特徴とする船舶用電源装置。
In a marine power supply device having an alternator and a bus that supplies power obtained by the alternator to a plurality of loads including at least a propulsion motor of the electric propulsion device ,
A rectifier that outputs DC power to the bus based on input of AC power from the AC generator is provided, and the bus is a DC bus, and a DC / AC converter is provided on the input side for each AC load. Provided,
Furthermore, an emergency alternator used when the alternator cannot be used;
An emergency rectifier that outputs DC power to the DC bus based on the input of AC power from the emergency AC generator;
A marine power supply device.
前記直流母線に接続され、非常用電源として機能する蓄電池を備えた、
ことを特徴とする請求項1記載の船舶用電源装置。
A storage battery connected to the DC bus and functioning as an emergency power source was provided.
The marine power supply device according to claim 1.
前記複数の負荷は2系統に分けられており、これに対応して前記交流発電機、前記非常用交流発電機、及び蓄電池も2系統に分けられている、
ことを特徴とする請求項2記載の船舶用電源装置。
The plurality of loads are divided into two systems, and the AC generator, the emergency AC generator, and the storage battery are also divided into two systems correspondingly.
The marine power supply device according to claim 2, wherein:
前記蓄電池は、前記非常用整流装置の出力側に接続されており、その共通接続点が前記直流母線に接続されている、
ことを特徴とする請求項2又は3記載の船舶用電源装置。
The storage battery is connected to the output side of the emergency rectifier, and the common connection point is connected to the DC bus.
4. The marine power source device according to claim 2 or 3,
前記非常用整流装置と前記蓄電池との共通接続点が、非常時にバックアップが必要な負荷側機器にのみ接続されている、
ことを特徴とする請求項2記載の船舶用電源装置。
The common connection point of the emergency rectifier and the storage battery is connected only to the load side equipment that needs backup in an emergency,
The marine power supply device according to claim 2, wherein:
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