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公開番号2025124205
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020095
出願日2024-02-14
発明の名称船舶用電気推進システム
出願人西芝電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02P 27/06 20060101AFI20250819BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】海域や荒天時において推進電動機の負荷変化が生じた場合でも、速度制御とトルク制御を自動的に切替えることで電源電力変動を抑制し、少ない人員で推進電動機を最適に制御する。
【解決手段】船内母線3からインバータ4を介して電力が供給される推進用の電動機1と、前記電動機によって駆動されるプロペラ2と、前記電動機の近傍に配置されたトルク検出器9、速度検出器10及び電流検出器11と、前記各検出器からの信号が入力されるとともに前記インバータに制御信号を出力する制御装置5と、を有する電気推進システムにおいて、前記制御装置は、前記各検出器からの信号が入力される検出部6と、前記インバータに切替制御信号を出力する切替制御部7と、前記切替制御部に各種設定値を出力する設定部8と、を備え、前記電動機が速度制御状態中に、前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制御からトルク制御に切替える切替制御信号を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
船内母線からインバータを介して電力が供給される推進用の電動機と、前記電動機によって駆動されるプロペラと、前記電動機の近傍に配置されたトルク検出器、速度検出器及び電流検出器と、前記各検出器からの信号が入力されるとともに前記インバータに制御信号を出力する制御装置と、を有する電気推進システムにおいて、
前記制御装置は、前記各検出器からの信号が入力される検出部と、前記インバータに切替制御信号を出力する切替制御部と、前記切替制御部に各種設定値を出力する設定部と、を備え、
前記電動機が速度制御状態中に、前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制御からトルク制御に切替える切替制御信号を出力することを特徴とする電気推進システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制御ゲインを切替える切替制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電気推進システム。
【請求項３】
前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制限機能を有効にする切替制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電気推進システム。
【請求項４】
前記速度検出器で検出される速度の速度変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制御ゲインを切替える切替制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電気推進システム。
【請求項５】
前記速度検出器で検出される速度の速度変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制限機能を無効にする切替制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電気推進システム。
【請求項６】
船内母線からインバータを介して電力が供給される推進用の電動機と、前記電動機によって駆動されるプロペラと、前記電動機の近傍に配置されたトルク検出器、速度検出器及び電流検出器と、前記各検出器からの信号が入力されるとともに前記インバータに制御信号を出力する制御装置と、を有する電気推進システムにおいて、
前記制御装置は、前記各検出器からの信号が入力される検出部と、前記インバータに切替制御信号を出力する切替制御部と、前記切替制御部に各種設定値を出力する設定部と、を備え、
前記電動機がトルク制御状態中に、前記速度検出器で検出された速度の速度変化率が所定の設定値以下となった場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制御から速度制御に切替える切替制御信号を出力することを特徴とする電気推進システム。
【請求項７】
前記速度検出器で検出される速度の速度変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制御ゲインを切替える切替制御信号を出力することを特徴とする請求項６記載の電気推進システム。
【請求項８】
前記速度検出器で検出される速度の速度変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制限機能を有効にする切替制御信号を出力することを特徴とする請求項６記載の電気推進システム。
【請求項９】
前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制御ゲインを切替える切替制御信号を出力することを特徴とする請求項６記載の電気推進システム。
【請求項１０】
前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制限機能を無効にする切替制御信号を出力することを特徴とする請求項６記載の電気推進システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば船舶に用いられる推進用の電動機を負荷変化に応じて最適に制御する電気推進システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
船舶等に用いられる推進用の電動機は一般にインバータによって目標速度となるように制御調整され、速度を維持する動作を行う。ここで、海域や荒天時などによる波の影響がある場合、回転機負荷は推進力に加えて変化することになる。この変化に対しインバータが動作することで、電源電力を増減させるが、必要な電源電力の大小によっては発電運転台数を増やしたり、発電機負荷割合による燃費が増加したり、また、ガバナ動作を繰り返すことで機器への負担が増加し機器が短寿命化するという問題がある。
【０００３】
この問題に対処するため、人間系の操作によって電動機制御を速度制御からトルク制御への切替えや、電源電力一定制御への切替え等を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５５６１４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の電気推進システムは、人間系によって電動機を監視し、速度制御／トルク制御の切替操作等を行っていたが、監視・操作のため多数の人員を必要とするとともに、作業負担も大きいという課題があった。
【０００６】
本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、海域や荒天時において電動機の負荷変化が生じた場合でも、少ない人員で推進電動機を最適に制御することができる電気推進システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本実施形態に係る電気推進システムは、船内母線からインバータを介して電力が供給される推進用の電動機と、前記電動機によって駆動されるプロペラと、前記電動機の近傍に配置されたトルク検出器、速度検出器及び電流検出器と、前記各検出器からの信号が入力されるとともに前記インバータに制御信号を出力する制御装置と、を有する電気推進システムにおいて、前記制御装置は、前記各検出器からの信号が入力される検出部と、前記インバータに切替制御信号を出力する切替制御部と、前記切替制御部に各種設定値を出力する設定部と、を備え、前記電動機が速度制御状態中に、前記トルク検出器で検出されるトルクのトルク変化率が所定の設定値を超えた場合、前記切替制御部は前記インバータに速度制御からトルク制御に切替える切替制御信号を出力することを特徴とする。
【０００８】
また、本実施形態に係る電気推進システムは、船内母線からインバータを介して電力が供給される推進用の電動機と、前記電動機によって駆動されるプロペラと、前記電動機の近傍に配置されたトルク検出器、速度検出器及び電流検出器と、前記各検出器からの信号が入力されるとともに前記インバータに制御信号を出力する制御装置と、を有する電気推進システムにおいて、前記制御装置は、前記各検出器からの信号が入力される検出部と、前記インバータに切替制御信号を出力する切替制御部と、前記切替制御部に各種設定値を出力する設定部と、を備え、前記電動機がトルク制御状態中に、前記速度検出器で検出された速度の速度変化率が所定の設定値以下となった場合、前記切替制御部は前記インバータにトルク制御から速度制御に切替える切替制御信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態によれば、海域や荒天時において電動機の負荷変化が生じた場合でも、少ない人員で推進電動機を最適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に係る電気推進システムの全体構成図。
トルク変化率の挙動例及び切替タイミングを示す図。
速度変化率の挙動例及び切替タイミングを示す図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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