一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种新型的快艇油‑电混合无轴推进系统，包括：动力源单元、控制调节单元和推进器单元，所述动力源单元包括：燃油发电机组和蓄电池组，用于提供多种组合的供电驱动模式；所述控制调节单元对整个系统的各个元器件进行控制调节；所述推进器单元采用无轴推进器，分别与所述变频器控制柜和主控制箱相连，实现变频推进。本实用新型专利技术采用发电机组和电池组混合驱动多模式转换，获得相同的动力源情况下发电机数量可以相应减少；同时，采用无轴推进器，获得相同的动力情况下重量较轻和体积较小。

A New Type of Oil-Electric Hybrid Shaftless Propulsion System for Speedboat

【技术实现步骤摘要】
一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统
本技术属于船舶推进系统
，具体涉及一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统。
技术介绍
传统的快艇动力推进方案系统设计往往只采取燃油发电机组或电池组提供单一的动力源，通过常规推进器（带有轴系传递，而这些轴系又多数都需要两个伞齿轮和轴系传递扭矩提供给螺旋桨推进）推进。驱动模式单一，不便于很好地适应多工况作业需要；轴系传递机械损耗多，同时还存在漏油容易产生污染环境等现象的风险；轴系传递占据较多空间、重量较大，且会产生一定噪音。传统的混合动力系统主要是由燃油发动机直接通过轴系（齿轮箱等）驱动螺旋桨，同时附加发电机过来的电源驱动电动马达带动轴系旋转从而实现混合动力驱动，常常用在商船上，对于快艇因空间狭小无法布置实施。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统，采用发电机组和电池组混合驱动多模式转换，获得相同的动力源情况下发电机数量可以相应减少；同时，采用无轴推进器，获得相同的动力情况下重量较轻和体积较小。为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案为：一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统，包括：动力源单元、控制调节单元和推进器单元，所述动力源单元包括：燃油发电机组和蓄电池组，用于提供多种组合的供电驱动模式；所述控制调节单元包括：充电机、DCAC逆变器、DCDC电源、BMS、变频器控制柜和主控制箱，所述充电机分别与燃油发电机组和蓄电池组相连，用于对蓄电池组进行充电，所述DCAC逆变器与蓄电池组相连，所述DCDC电源与蓄电池组相连，所述BMS分别与所述充电机和DCDC电源相连，所述变频器控制柜分别与所述燃油发电机组和DCAC逆变器相连，所述主控制箱分别与所述DCDC电源、BMS和变频器控制柜相连；所述推进器单元采用无轴推进器，分别与所述变频器控制柜和主控制箱相连，实现变频推进。进一步的，所述无轴推进器包括：环形壳体、变频电机、驱动器、电动转舵器、舵角反馈器、动叶片和静叶片，其中，所述变频电机与所述变频器控制柜相连，所述驱动器分别与所述变频器控制柜、主控制箱和电动转舵器相连，用于驱动电动转舵器；所述舵角反馈器分别与所述主控制箱和电动转舵器相连，用于实时反馈电动转舵器的舵角值。进一步的，所述动叶片与所述变频电机的转子相连，所述静叶片固定于所述环形壳体的内壁上。进一步的，所述主控制箱采用PLC控制。进一步的，所述静叶片为整流叶片。进一步的，所述变频电机为永磁同步电机。进一步的，所述电动转舵器为步进电机。进一步的，所述燃油发电机组和蓄电池组的数量为一组或多组。进一步的，所述无轴推进器的数量为一个或多个。本技术的有益效果至少包括：本技术所述快艇油-电混合无轴推进系统，采用发电机组和电池组混合驱动多模式转换，获得相同的动力源情况下发电机数量可以相应减少；同时，采用无轴推进器，获得相同的动力情况下重量较轻和体积较小。附图说明图1为本技术系统结构框图。图2为本技术一个实施例的系统结构框图。其中，燃油发电机组1、蓄电池组2、充电机3、DCAC逆变器4、DCDC电源5、变频器控制柜6、BMS7、主控制箱8、变频电机9、驱动器10、电动转舵器11、舵角反馈器12。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。图1为本技术系统结构框图，参照图1所示，本技术所述一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统，主要包括：动力源单元、控制调节单元和推进器单元。参照图1所示，所述动力源单元包括：燃油发电机组和蓄电池组，用于提供多种组合的供电驱动模式，具体为：①燃油发电机组供电，驱动无轴推进器，蓄电池组不工作；②燃油发电机组供电，驱动无轴推进器，同时可以向蓄电池组充电；③蓄电池组供电，驱动无轴推进器，燃油发电机组不工作；④燃油发电机组和蓄电池组同时供电，驱动无轴推进器。本技术进行多中驱动模式的转换，获得相同的动力源情况下发电机数量可以相应减少。参照图1所示，所述控制调节单元包括：充电机、DCAC逆变器、DCDC电源、BMS、变频器控制柜和主控制箱，所述充电机分别与燃油发电机组和蓄电池组相连，用于对蓄电池组进行充电，所述DCAC逆变器与蓄电池组相连，所述DCDC电源与蓄电池组相连，所述BMS分别与所述充电机和DCDC电源相连，所述变频器控制柜分别与所述燃油发电机组和DCAC逆变器相连，所述主控制箱分别与所述DCDC电源、BMS和变频器控制柜相连；所述推进器单元采用无轴推进器，分别与所述变频器控制柜和主控制箱相连，实现变频推进。可以理解的是，所述BMS为电池管理系统，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电等问题。参照图1所示，本技术所述无轴推进器主要包括：变频电机、驱动器、舵角反馈器和电动转舵器，其中，所述变频电机与所述变频器控制柜相连，所述驱动器分别与所述变频器控制柜、主控制箱和电动转舵器相连，用于驱动电动转舵器；所述舵角反馈器分别与所述主控制箱和电动转舵器相连，用于实时反馈电动转舵器的舵角值。可以理解的是，本技术所述主控制箱用于控制整个系统的自动运行，所述主控制箱采用PLC进行控制。本技术所述变频电机为永磁同步电机，本技术所述电动转舵器为步进电机。自动舵控制原理主要为：系统接收方位指令，输出一个理想舵角值，所述舵角反馈器采集电动转舵器实时的舵角值，两者形成舵角差，所述主控制箱根据该舵角差信号控制变频器控制柜对无轴推进器的变频电机的频率速度和步进电机的转向适时调整，实现变频推进。可以理解的是，所述无轴推进器还包括：环形壳体、磁-液符合悬浮轴承、动叶片和静叶片，所述变频电机和驱动器均设置于所述环形壳体的空腔内，磁-液符合悬浮轴承用于所述变频电机转子与定子的无轴安装，所述动叶片与所述变频电机的转子相连，所述静叶片固定于所述环形壳体的内壁上，更进一步的，所述静叶片为整流叶片。根据本技术的一个实施例，图2为本技术一个实施例的系统结构框图，参照图2所示，本技术与传统的推进系统不同的在于动力源单元可以由燃油发电机组和蓄电池组任意组合提供动力源，且燃油发电机组和蓄电池组可以是一台或者多台，这样组合模式非常多样，可适应快艇的多种作业需要；也可以由两个或多个类似组合成两个或多个环推器，配置非常灵活；控制调节单元可根据动力源单元和推进器单元按照该特征配置以适应相关需要。具体实施例如下：参照图2所示，在12米高速快艇推进系统设计时，采用2台300KW的高速燃（汽）油发电机组（汽油发电机组1和汽油发电机组2）设置于配电柜中，并联一个100KWh的蓄电池组（磷酸铁锂电池组），组成动力源单元，向全船用电设备特别是推进系统供电；同时配置2台230KW的无轴主推进器（推进器1和推进器2）和1台100KW的无轴辅助推进器（推进器3），组成推进器单元，其间通过设置相应的控制调节单元匹配衔接动力源单元和推进器单元，具体为：设置3台变频控制柜（变频控制柜1、变频控制柜2、变频控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的快艇油‑电混合无轴推进系统，包括：动力源单元、控制调节单元和推进器单元，其特征在于，所述动力源单元包括：燃油发电机组和蓄电池组，用于提供多种组合的供电驱动模式；所述控制调节单元包括：充电机、DCAC逆变器、DCDC电源、BMS、变频器控制柜和主控制箱，所述充电机分别与燃油发电机组和蓄电池组相连，用于对蓄电池组进行充电，所述DCAC逆变器与蓄电池组相连，所述DCDC电源与蓄电池组相连，所述BMS分别与所述充电机和DCDC电源相连，所述变频器控制柜分别与所述燃油发电机组和DCAC逆变器相连，所述主控制箱分别与所述DCDC电源、BMS和变频器控制柜相连；所述推进器单元采用无轴推进器，分别与所述变频器控制柜和主控制箱相连，实现变频推进。

【技术特征摘要】
1.一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统，包括：动力源单元、控制调节单元和推进器单元，其特征在于，所述动力源单元包括：燃油发电机组和蓄电池组，用于提供多种组合的供电驱动模式；所述控制调节单元包括：充电机、DCAC逆变器、DCDC电源、BMS、变频器控制柜和主控制箱，所述充电机分别与燃油发电机组和蓄电池组相连，用于对蓄电池组进行充电，所述DCAC逆变器与蓄电池组相连，所述DCDC电源与蓄电池组相连，所述BMS分别与所述充电机和DCDC电源相连，所述变频器控制柜分别与所述燃油发电机组和DCAC逆变器相连，所述主控制箱分别与所述DCDC电源、BMS和变频器控制柜相连；所述推进器单元采用无轴推进器，分别与所述变频器控制柜和主控制箱相连，实现变频推进。2.根据权利要求1所述的一种新型的快艇油-电混合无轴推进系统，其特征在于，所述无轴推进器包括：环形壳体、变频电机、驱动器、电动转舵器、舵角反馈器、动叶片和静叶片，其中，所述变频电机与所述变频器控制柜相连，所述驱动器分别与所述变频器控制柜、主控制箱和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锐聪，黄波，刘湘明，
申请(专利权)人：珠海市汉图达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44