JP5853335B2 - 舶用推進装置の制御装置 - Google Patents
舶用推進装置の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5853335B2 JP5853335B2 JP2012028452A JP2012028452A JP5853335B2 JP 5853335 B2 JP5853335 B2 JP 5853335B2 JP 2012028452 A JP2012028452 A JP 2012028452A JP 2012028452 A JP2012028452 A JP 2012028452A JP 5853335 B2 JP5853335 B2 JP 5853335B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- power
- thyristor
- current
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
- Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
- Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
(1) ブラックアウト(船内発電機の停止)の問題
船内負荷とモータの消費電力を合計した船内での総消費電力が船内発電機の発生電力を超えた場合にはブラックアウト(船内発電機の停止)が発生してしまう。これを防止するため、従来は前記電力供給系統にブレーカを設けて船内発電機が過負荷にならないようにしていたが、ブレーカが大きいために制御盤のサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、ブレーカが落ちた場合に備えて、落ちたブレーカを自動復帰させるための回路を別途設けておく必要もあり、制御盤の製造コストが高くなっていた。
前記電力供給系統には、直流電源装置の平滑コンデンサのようにコンデンサが使用されているが、電源投入時には蓄電されていないコンデンサに船内発電機から大電流が一気に流れ込む突入電流と呼ばれる現象が起き、電力供給系統に何らかの悪影響を及ぼす場合がある。従って、大容量のコンデンサを使用すると突入電流も大きくなるため、このような大容量のコンデンサを使用することができなかった。従来は、例えば上記特許文献1に示すように、整流ブリッジダイオードの出力側に設けた平滑用コンデンサを通る突入電流を制限するため、突入電流防止抵抗を使用していたが、抵抗値が一定であるため、突入防止の立ち上がり時間の調整が難しかった。
前述したハイブリッドシステムの舶用推進装置では、電力供給系統の電源として、前記船内発電機の他にバッテリを備えている場合が多く、これら船内発電機とバッテリから安定した出力を得るために、供給される電力の混合比の調整を行なう必要があった。従来は、PWMコンバータで電力調整を行なっていたが、このPWMコンバータはエネルギ変換効率が良好とはいえず、寸法も大きく、価格も高いという問題があった。
プロペラを駆動するモータと、クラッチを介して前記プロペラを駆動する主機関と、船内負荷と前記モータに交流電流を供給する交流発電機とを備え、前記クラッチを離脱させた状態で行う前記モータによるモータ推進と前記クラッチを嵌合させた状態で行う前記主機関及び前記モータによるハイブリッド推進を切り替えて船舶を推進させる舶用推進装置に設けられ、前記モータに供給される電力を制御する舶用推進装置の制御装置において、
前記交流発電機の交流を直流に整流して前記モータに供給するサイリスタと、
船内負荷と前記モータに起因する消費電力の合計を検出する電力負荷率計と、
前記電力負荷率計が検出した消費電力が所定の制限値を越えた場合に、前記サイリスタの点弧角を180度にして前記モータに供給される電力を減少させる電力制御を行なうコントローラと、
を有することを特徴としている。
前記サイリスタのカソード側に設けられた平滑コンデンサをさらに有し、前記コントローラは、電源投入時に前記サイリスタの点弧角を180度から0度まで減少させることにより前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止制御を行なうとともに、前記平滑コンデンサの電圧が所定の設定値を越えた場合に前記電力制御を行なうことを特徴としている。
前記コントローラは、電源投入時の前記突入電流防止制御において、前記平滑コンデンサの電圧が所定の設定値を越えない場合に前記平滑コンデンサの充電異状と判断することを特徴としている。
前記サイリスタのアノード側に設けられて前記サイリスタの入力電流を検出する電流センサをさらに有し、前記コントローラは、前記電力負荷率計が検出した消費電力が所定の制限値を越えない場合、前記電流センサが検出した入力電流が増加した時には前記サイリスタの点弧角を大きくし、前記電流センサが検出した入力電流が減少した時には前記サイリスタの点弧角を小さくするスロープ制御を行なうことを特徴としている。
まず、舶用推進装置1とその制御装置2の構成を図1乃至図3を参照して説明する。
図1に示すように、舶用推進装置1は、詳細は図示しない連動機構を介してアジマススラスター3のプロペラ4を駆動するモータ5と、クラッチ6及び連動機構を介してプロペラ4を駆動する主機関7と、船内負荷とモータ5に交流電流を供給する交流発電機8とを備えている。以上の構成によれば、クラッチ6を離脱させてモータ5単独で行なうモータ推進と、クラッチ6を嵌合させた状態で主機関7単独で行なう主機関7推進と、クラッチ6を嵌合させた状態で行う主機関7及びモータ5によるハイブリッド推進とを任意に切り替えて船舶を推進させることができる。なお、主機関推進の場合はモータ5は発電機として駆動されることとしてもよい。なお、この主機関7、モータ5、アジマススラスター3及びクラッチ6等の機構は一例であり、モータ5と主機関7の各単独推進及びハイブリッド推進が任意に選択可能な構造であればこれに限定されるものではない。
交流発電機8の出力側には、交流を直流に整流するための半導体素子であるサイリスタ9のアノード側が接続されている。ここでサイリスタ9 (Thyristor)とは、主にゲートからカソードへゲート電流を流すことにより、アノードとカソード間を導通させることが出来る3端子の半導体素子であって、SCR (Silicon Controlled Rectifier、シリコン制御整流子)とも呼ばれている。サイリスタ9はコントローラ10によって点弧角が任意に調整できるようになっており、図2に示すように、点弧角を変えることによってサイリスタ9に入力された交流電流を整流し、サイリスタ9から出力する直流電流の値を任意に調整することができる。例えば、点弧角を180度にした場合にはサイリスタ9から出力される電圧値をほぼ0にすることができ、点弧角を0度にした場合にはサイリスタ9はダイオードと等価となり、ほぼ損失なく直流電圧を出力することができる。従って、サイリスタ9の点弧角と出力電圧の間には図3に示すような関係が成立する。
図4は実施形態の制御装置2における電源投入時の突入電流防止制御の手順を示している。最初に電源が投入されると、まずリセット操作を行なう(S41)。次にサイリスタ9の点弧角を180度にして平滑コンデンサ11への突入電流を防止し(S42)、その後、サイリスタ9の点弧角をランプ関数によって180度から0度まで徐々に減少させてサイリスタ9の出力電圧を徐々に上げていく(S43)。これによって、平滑コンデンサ11に突入電流が流入することなく、コンデンサに充電が行なわれる。そして、コンデンサの充電状態を確認するため、コンデンサの電圧が所定の設定値以下か否かが判断され(S44)、設定値以下である場合(S44、YES)には、コンデンサ充電異常処理が行なわれて(S45)処理が終了される(S46)。また、設定値以下でない場合(S44、NO)には、コンデンサへの充電が完了したと判定され(S47)、コンデンサの充電完了(S48)を受けて通常処理(S49)に移行する。
図8に示す舶用推進装置は、動力を伝達する垂直軸を中心に水平なプロペラ軸を旋回させて推進方向を設定するアジマススラスターであり、特にアジマススラスターの水平な入力軸の両端に、主機関とモータジェネレータをそれぞれ連結することにより、モータジェネレータ単体での推進と、主機関単体での推進と、主機関の出力にモータジェネレータによるアシストを加えたハイブリッド推進を可能としたものである。
2…制御装置
3…アジマススラスター
4…プロペラ
5…モータ
6…クラッチ
7…主機関
8…交流発電機
9…サイリスタ
10…コントローラ
11…平滑コンデンサ
12…インバータ
14…バッテリ
15…電力負荷率センサ
16…電流センサ
17…電圧センサ
51…船舶
Claims (4)
- プロペラを駆動するモータと、クラッチを介して前記プロペラを駆動する主機関と、船内負荷と前記モータに交流電流を供給する交流発電機とを備え、前記クラッチを離脱させた状態で行う前記モータによるモータ推進と前記クラッチを嵌合させた状態で行う前記主機関及び前記モータによるハイブリッド推進を切り替えて船舶を推進させる舶用推進装置に設けられ、前記モータに供給される電力を制御する舶用推進装置の制御装置において、
前記交流発電機の交流を直流に整流して前記モータに供給するサイリスタと、
船内負荷と前記モータに起因する消費電力の合計を検出する電力負荷率計と、
前記電力負荷率計が検出した消費電力が所定の制限値を越えた場合に、前記サイリスタの点弧角を180度にして前記モータに供給される電力を減少させる電力制御を行なうコントローラと、
を有することを特徴とする舶用推進装置の制御装置。 - 前記サイリスタのカソード側に設けられた平滑コンデンサをさらに有し、前記コントローラは、電源投入時に前記サイリスタの点弧角を180度から0度まで減少させることにより前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止制御を行なうとともに、前記平滑コンデンサの電圧が所定の設定値を越えた場合に前記電力制御を行なうことを特徴とする請求項1記載の舶用推進装置の制御装置。
- 前記コントローラは、電源投入時の前記突入電流防止制御において、前記平滑コンデンサの電圧が所定の設定値を越えない場合に前記平滑コンデンサの充電異常と判断することを特徴とする請求項2に記載の舶用推進装置の制御装置。
- 前記サイリスタのアノード側に設けられて前記サイリスタの入力電流を検出する電流センサをさらに有し、前記コントローラは、前記電力負荷率計が検出した消費電力が所定の制限値を越えない場合、前記電流センサが検出した入力電流が増加した時には前記サイリスタの点弧角を大きくし、前記電流センサが検出した入力電流が減少した時には前記サイリスタの点弧角を小さくするスロープ制御を行なうことを特徴とする請求項3に記載の舶用推進装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012028452A JP5853335B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 舶用推進装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012028452A JP5853335B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 舶用推進装置の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015226851A Division JP6063025B2 (ja) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 船舶推進装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013163486A JP2013163486A (ja) | 2013-08-22 |
| JP5853335B2 true JP5853335B2 (ja) | 2016-02-09 |
Family
ID=49175132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012028452A Active JP5853335B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 舶用推進装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5853335B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6757570B2 (ja) * | 2016-02-01 | 2020-09-23 | 川崎重工業株式会社 | 船舶の電力システム |
| JP7221017B2 (ja) * | 2018-10-10 | 2023-02-13 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 船舶用ハイブリッドシステム及び船舶用ハイブリッドシステムの制御方法 |
| JP6660512B1 (ja) * | 2019-01-09 | 2020-03-11 | 株式会社Ihi原動機 | ハイブリッド推進船の運航方法及びハイブリッド推進船 |
| CN112706893A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种无源式带复合储能的单轴双电机船舶混合动力试验台及其控制方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332389A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Toshiba Corp | サイリスタレオナード装置 |
| JP3572349B2 (ja) * | 1995-12-18 | 2004-09-29 | 株式会社モリック | 電動船外機の制御装置 |
| JP3846767B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2006-11-15 | 日本電気株式会社 | 船舶用電源装置 |
| EP1390223B1 (en) * | 2001-04-17 | 2008-08-27 | Energine Corporation | Phev (pneumatic hybrid electric vehicle) |
| CA2643878A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-14 | Pierre Caouette | An electronic method of controlling propulsion & regeneration for electric, hybrid-electric and diesel-electric marine crafts |
| EP2192681A1 (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Power distribution system and method thereof |
| JP5367382B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-12-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 船舶の電源システム |
| JP5107987B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2012-12-26 | 新潟原動機株式会社 | 舶用推進装置 |
-
2012
- 2012-02-13 JP JP2012028452A patent/JP5853335B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013163486A (ja) | 2013-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10822067B2 (en) | Power system of ship | |
| JP5367382B2 (ja) | 船舶の電源システム | |
| JP5333965B2 (ja) | 船舶エネルギーシステム | |
| JP5164042B2 (ja) | 船舶エネルギーシステム | |
| JP5853335B2 (ja) | 舶用推進装置の制御装置 | |
| JP5126751B2 (ja) | 船舶用電気推進システム | |
| US12249858B2 (en) | Marine propulsion system and marine power supply system including a plurality of batteries | |
| WO2015182157A1 (ja) | 移動体のハイブリッド推進システムおよびその制御方法 | |
| US11459077B2 (en) | Marine power supply system and method for power control in marine propulsion system | |
| CN117895708B (zh) | 船舶轴带发电系统及方法 | |
| JP2016222149A (ja) | 船舶及び船内電力系統への電力供給方法 | |
| WO2016038900A1 (ja) | 移動体の推進システムの制御方法 | |
| JP2016094193A (ja) | 船舶推進装置の制御装置 | |
| JP6202329B2 (ja) | ハイブリッド電気推進装置 | |
| KR20180065042A (ko) | 제로 에미션 운항 하이브리드 전기 선박의 전류누설 감지 시스템 및 그 제어 방법 | |
| JP2007284018A (ja) | 船舶用ハイブリッド推進システム | |
| JP6063025B2 (ja) | 船舶推進装置の制御装置 | |
| JP5025176B2 (ja) | 電気推進船の制御装置 | |
| JP5767059B2 (ja) | 電気推進船 | |
| JP4702521B2 (ja) | 電気推進装置 | |
| CN113272221B (zh) | 混合动力推进船的航行方法以及混合动力推进船 | |
| Bolognani et al. | Power flow management design for an electric propulsion system of a hybrid catamaran | |
| KR20160034439A (ko) | 에너지 저장 시스템을 이용한 선박내 발전기 구동장치 | |
| WO2024190232A1 (ja) | 推進システム、制御プログラムおよび制御方法 | |
| JPS6366719B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141204 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151015 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20151116 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20151119 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151119 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20151116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20151119 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5853335 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |