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公開番号2025081095
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194626
出願日2023-11-15
発明の名称船舶用電力供給システム
出願人西芝電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02P 5/46 20060101AFI20250520BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】変圧器を交流母線に接続する際の励磁突入電流を抑制可能な船舶用電力供給システムを提供する。
【解決手段】船舶用電力供給システム1は、交流母線2と、第1変圧器32、第1整流回路35、および、第1インバータ37を有する第1系統の電力供給装置3と、第2変圧器42、第2整流回路45、および、第2インバータ47を有する第2系統の電力供給装置4と、を具備する。第1変圧器32がデルタ-デルタ型の変圧器であり、且つ、第2変圧器42がデルタ-スター型の変圧器であるか、あるいは、第1変圧器32がスター-スター型の変圧器であり、且つ、第2変圧器42がスター-デルタ型の変圧器である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
船内の発電機から電力が供給される交流母線と、
前記交流母線に接続され、第１電動機に交流電力を供給する第１系統の電力供給装置と、
前記交流母線に接続され、前記第１電動機に交流電力を供給する第２系統の電力供給装置と
を具備し、
前記第１系統の電力供給装置は、
前記交流母線から交流電力を受け取る第１変圧器と、
前記第１変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第１整流回路と、
前記第１整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第１電動機に供給する第１インバータと
を有し、
前記第２系統の電力供給装置は、
前記交流母線から交流電力を受け取る第２変圧器と、
前記第２変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第２整流回路と、
前記第２整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第１電動機に供給する第２インバータと
を有し、
前記第１変圧器がデルタ－デルタ型の変圧器であり、且つ、前記第２変圧器がデルタ－スター型の変圧器であるか、あるいは、
前記第１変圧器がスター－スター型の変圧器であり、且つ、前記第２変圧器がスター－デルタ型の変圧器である
船舶用電力供給システム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記交流母線と前記第１変圧器との間に配置される第１遮断器と、
前記交流母線と前記第２変圧器との間に配置される第２遮断器と、
前記第１遮断器、および、前記第２遮断器を制御する第１制御器と
を具備し、
前記第１制御器は、前記交流母線と前記第１変圧器との電気的接続と、前記交流母線と前記第２変圧器との電気的接続とが非同時に時間間隔を空けて行われるよう、前記第１遮断器および前記第２遮断器を制御する
請求項１に記載の船舶用電力供給システム。
【請求項３】
前記交流母線に接続され、第２電動機に交流電力を供給する第３系統の電力供給装置と、
前記交流母線に接続され、前記第２電動機に交流電力を供給する第４系統の電力供給装置と
を更に具備し、
前記第３系統の電力供給装置は、
前記交流母線から交流電力を受け取る第３変圧器と、
前記第３変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第３整流回路と、
前記第３整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第２電動機に供給する第３インバータと
を有し、
前記第４系統の電力供給装置は、
前記交流母線から交流電力を受け取る第４変圧器と、
前記第４変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第４整流回路と、
前記第４整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第２電動機に供給する第４インバータと
を有し、
前記第３変圧器がデルタ－デルタ型の変圧器であり、且つ、前記第４変圧器がデルタ－スター型の変圧器であるか、あるいは、
前記第３変圧器がスター－スター型の変圧器であり、且つ、前記第４変圧器がスター－デルタ型の変圧器であり、
前記第１変圧器の１次巻線の電圧位相は、前記第２変圧器の１次巻線の電圧位相と同位相であるように構成され、
前記第３変圧器の１次巻線の電圧位相は、前記第４変圧器の１次巻線の電圧位相と同位相であるように構成され、
前記第１変圧器の１次巻線の電圧位相は、前記第３変圧器の１次巻線の電圧位相と１５度だけ異なるように構成される
請求項１に記載の船舶用電力供給システム。
【請求項４】
前記第１インバータと前記第１電動機とを接続する第１交流電流路を開閉する第１開閉器と、
前記第２インバータと前記第１電動機とを接続する第２交流電流路を開閉する第２開閉器と、
前記第１交流電流路と前記第２交流電流路とを接続する第３交流電流路を開閉する第３開閉器と、
前記第１開閉器、前記第２開閉器、および、前記第３開閉器を制御する第１制御装置と
を更に具備し、
前記第１制御装置は、
前記第１開閉器を閉状態、前記第２開閉器を閉状態、前記第３開閉器を開状態にする第１制御モードと、
前記第１開閉器を閉状態、前記第２開閉器を開状態、前記第３開閉器を閉状態にする第２制御モードと、
前記第１開閉器を開状態、前記第２開閉器を閉状態、前記第３開閉器を閉状態にする第３制御モードと
を選択的に実行可能である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の船舶用電力供給システム。
【請求項５】
前記第１制御装置は、前記第１制御モードから前記第２制御モードに制御モードを変更する際に、前記第１インバータの内部パラメータである電動機定数を自動変更するように構成され、
前記第１インバータは、前記第２制御モードが実行される際に、自動変更された前記電動機定数を含む前記内部パラメータと、前記第１インバータの外部から受け取る信号とに基づいて動作するように構成される
請求項４に記載の船舶用電力供給システム。
【請求項６】
前記第１系統の電力供給装置の故障、および、前記第２系統の電力供給装置の故障の各々を検知可能な故障検知装置を更に具備し、
前記第１制御モードの実行時に、前記故障検知装置が前記第１系統の電力供給装置の故障を検知すると、
前記第１制御装置は、前記第１開閉器を閉状態から開状態に切り替え、前記第２開閉器を閉状態から開状態に切り替えるように構成され、
前記第２開閉器が開状態に切り替えられた後、前記第１制御装置は、前記第２インバータの内部パラメータを半出力用のパラメータに自動変更するように構成され、
前記第１制御装置は、前記第３開閉器を開状態から閉状態に切り替え、且つ、前記第２インバータの前記内部パラメータが半出力用のパラメータに自動変更された後に前記第２開閉器を開状態から閉状態に切り替えて、前記第３制御モードを実行するように構成される
請求項４に記載の船舶用電力供給システム。
【請求項７】
前記第１インバータおよび前記第２インバータのうちの一方であるマスター側インバータから、前記第１インバータおよび前記第２インバータのうちの他方であるスレーブ側インバータに、前記スレーブ側インバータを前記マスター側インバータに追従同期制御させるための信号を送信する第１通信回路を更に具備し、
前記第１制御装置は、前記第１制御モードから前記第２制御モードに制御モードを変更する際に、前記第１通信回路を用いた追従同期制御を有効状態から無効状態に切り替えるように構成される
請求項４に記載の船舶用電力供給システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、船舶用電力供給システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
船舶用インバータシステムが知られている。図１３に記載の船舶用インバータシステムは、発電機１１と、交流母線１２と、３巻変圧器１３と、２つの整流器１４と、２つのインバータ１５と、推進用電動機１６と、推進用電動機１６によって駆動されるプロペラ１７と、を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１３に記載の船舶用インバータシステムでは、３巻変圧器１３を交流母線１２に接続するとき、３巻変圧器１３に大きな励磁突入電流が流れる。このため、交流母線１２の電圧が低下し過ぎないように、十分な容量の電源が必要となる。例えば、３巻変圧器１３を交流母線１２に接続するとき、発電機１１を２台以上運転させておく必要がある。
【０００４】
また、図１３に記載の船舶用インバータシステムでは、３巻変圧器１３が故障すると、インバータ１５が健全な場合でも、推進用電動機１６を運転できなくなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、変圧器を交流母線に接続する際の励磁突入電流を抑制可能な船舶用電力供給システムを提供することである。また、本発明の任意付加的な目的は、複数系統の電力供給装置のうちの１つが故障しても、健全な他の電力供給装置を用いて電動機の運転を継続可能な船舶用電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態における船舶用電力供給システムは、船内の発電機から電力が供給される交流母線と、前記交流母線に接続され、第１電動機に交流電力を供給する第１系統の電力供給装置と、前記交流母線に接続され、前記第１電動機に交流電力を供給する第２系統の電力供給装置と、を具備し、前記第１系統の電力供給装置は、前記交流母線から交流電力を受け取る第１変圧器と、前記第１変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第１整流回路と、前記第１整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第１電動機に供給する第１インバータと、を有し、前記第２系統の電力供給装置は、前記交流母線から交流電力を受け取る第２変圧器と、前記第２変圧器から供給される交流電流を直流電流に変換する第２整流回路と、前記第２整流回路から供給される直流電流を交流電流に変換して前記第１電動機に供給する第２インバータと、を有し、前記第１変圧器がデルタ－デルタ型の変圧器であり、且つ、前記第２変圧器がデルタ－スター型の変圧器であるか、あるいは、前記第１変圧器がスター－スター型の変圧器であり、且つ、前記第２変圧器がスター－デルタ型の変圧器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、変圧器を交流母線に接続する際の励磁突入電流を抑制可能な船舶用電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図２は、第１の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図３は、第１変圧器または第２変圧器の一次側のデルタ結線の一例を模式的に示す図である。
図４は、第１の実施形態の変形例における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図５は、第２の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図６は、第２の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図７は、第２の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図８は、第２の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図９は、第１制御モードから第２制御モードに制御モードが切り替えられることに応じて、第１インバータが受け持つ第１電動機の巻線の長さが変わる様子を模式的に示す図である。
図１０は、第２の実施形態における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図１１は、第２の実施形態の変形例における船舶用電力供給システムの構成の一例を示す図である。
図１２は、第３の実施形態における船舶の一例を示す概略２面図である。
図１３は、従来例における船舶用電力供給システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態における船舶用電力供給システム１、および、船舶１００に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１乃至図４を参照して、第１の実施形態における船舶用電力供給システム１Ａについて説明する。図１、図２は、第１の実施形態における船舶用電力供給システム１Ａの構成の一例を示す図である。図３は、第１変圧器３２または第２変圧器４２の一次側のデルタ結線の一例を模式的に示す図である。図４は、第１の実施形態の変形例における船舶用電力供給システム１Ａの構成の一例を示す図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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