一种控制被配置为推进海运船舶的电力船舶推进系统的方法，所述方法包括：测量电力船舶推进系统中的电动机的至少一个参数，并确定参数测量值指示电力船舶推进系统中的异常。然后基于所述至少一个参数测量值来确定降低的操作限值，其中，该降低的操作限值包括扭矩限值、RPM限值、电流限值和功率限值中的至少一个。然后控制电动机，使得不超过降低的操作限值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
电力船舶推进系统及其控制方法
[0001]本专利技术总体上涉及船舶推进系统，更具体地说，涉及具有电动机的电力船舶推进系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]包括旋转螺旋桨的电动机的电力推进系统是已知的。例如，船上电力驱动系统和外置电力驱动系统已经被开发用于推进海运船舶。为电力推进系统供电的不同电力供应装置也是已知的。这种电力储存系统包括一个或更多个电池或电池组，和/或可以包括其他储存装置，比如一个或更多个超级电容器、燃料电池、液流电池和/或能够储存和输出电能的其他装置。
[0003]以下美国专利提供了背景信息，并通过引用整体结合于此。
[0004]美国专利No.6,507,164公开了一种具有基于电流的功率管理的船用电机，包括：电机；电机控制器，其具有用于向电机提供电压的输出；和用于测量流过电机的电流的电流传感器。一旦确定船用电机已经在超过其连续工作限值的情况下运行了预定的时间段，则电机控制器就开始降低输出到电机的电压，直到达到可接受的输出电压。在另一个实施例中，控制器以具有三组不同的操作参数的三种不同的模式来操作，即：正常模式，其中输出被设置为命令水平；电流限值模式，其中输出被设置为安全的预定水平；以及过渡模式，其中输出从预定水平递增地改变到命令水平。
[0005]美国专利No.6,902,446公开了一种直流(DC)电机，其具有电机壳体和容纳在电机壳体内的电机控制器。在一个优选实施例中，电机控制器的热产生部件与壳体热连通，使得由这些部件产生的热量的大部分将容易地传导到电机运行的环境中。当结合到船用电机中时，本专利技术的电机壳体将被浸没，从而控制器产生的热量将被消散到船用电机运行的水中。
[0006]美国专利No.7,385,365公开了一种用于无刷电动机的误差检测的方法，其中测量或确定至少一个第一电机参数，并且基于第一电机参数估计第二估计电机参数。将第二估计电机参数与第二测量或确定的电机参数进行比较。根据比较结果可以找出电动机的误差。
[0007]美国专利No.10,723,430公开了一种用于船只的螺旋桨推进系统，其包括至少一个电动机和可由电动机驱动的螺旋桨。螺旋桨是一种表面刺穿的螺旋桨。推进系统包括盒状主体和盖部，盒状主体具有侧壁和盖部，电动机固定在该侧壁上，表面刺穿螺旋桨的外置挂机应用在盖部上。侧壁和盖部包括孔，电机的轴和外置挂机的轴分别穿过所述孔。盒状主体包括用于将运动从驱动轴传输到外置挂机的器件，推进系统包括用于将盒状体固定到船只的横梁的器件。
技术实现思路
[0008]提供本概述是为了引入将在下面的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题
的范围。
[0009]在一个实施例中，一种控制被配置为推进海运船舶的电力船舶推进系统的方法包括：测量电力船舶推进系统中的电动机的至少一个参数，并确定参数测量值指示了电力船舶推进系统中的异常。然后基于所述至少一个参数测量值来确定降低的操作限值，其中，该降低的操作限值包括扭矩限值、RPM限值、电流限值和功率限值中的至少一个。然后控制电动机，使得降低的操作限值不被超过。
[0010]在一个实施例中，确定参数测量值指示了电力船舶推进系统中的异常包括确定参数测量值超出阈值范围。
[0011]在一个实施例中，确定降低的操作限值包括利用查找表，该查找表提供对应于至少一个参数的潜在值的范围内的多个参数值的降低的操作限值。在一个示例性实施例中，查找表提供基于至少两个参数中的每一个的多个参数值索引的降低的操作限值，并且基于至少两个参数测量值使用二维查找表来计算降低的操作限值。
[0012]在一个实施例中，电力船舶推进系统包括电动机，其驱动螺旋桨旋转并被配置为推进海运船舶。电力储存装置被配置为给电动机供电，并且一个或更多个传感器被配置为测量电力船舶推进系统的参数，所述传感器包括电动机温度传感器、电池温度传感器、电流传感器、电压传感器、电机速度传感器和螺旋桨速度传感器中的至少一个，其中，电动机温度传感器被配置为感测电动机的温度，电池温度传感器被配置为感测电力储存装置内的温度，电流传感器被配置为感测电动机的输入电流供应，电压传感器被配置为感测电动机的输入电压供应，电机速度传感器被配置为感测电动机的转速，螺旋桨速度传感器被配置为感测螺旋桨的转速。控制系统被配置为确定电力船舶推进系统的至少一个测量参数超出指示异常的阈值范围。然后基于至少一个参数确定降低的操作限值，其中，降低的操作限值包括扭矩限值、RPM限值、电流限值和功率限值中的至少一个。然后控制电动机，使得降低的操作限值不被超过。
[0013]从以下结合附图的描述中，本专利技术的各种其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
[0014]参考以下附图描述本公开。
[0015]图1是具有根据本公开的示例性电力船舶推进系统的海运船舶的示意图。
[0016]图2是根据本公开的另一示例性电力船舶推进系统的示意图。
[0017]图3是描述控制电力船舶推进系统的方法的示例性实施例的流程图。
[0018]图4A和图4B是示出了在两种不同控制方案中电动机消耗的电流和可用功率百分比的曲线图，其中图4B描绘了根据本公开利用降低的操作限值的控制执行。
[0019]图5A
‑
5F描绘了提供对应于各种参数值的降低的操作限值的示例性表格。
具体实施方式
[0020]专利技术人已经认识到，现代船舶推进系统应该具有保护系统或“监护人”系统和保护方案，以防止和保护驱动单元在出现问题时免受破坏或立即发生灾难性故障。这种保护在船舶推进系统中尤其重要，因为船驾驶员可能远离海岸数英里，或者在典型的通信范围之外，因此失去推进会造成危险甚至危及生命的情况，在这种情况下，船驾驶员被困并且无法
获得帮助。为内燃船舶推进系统开发的监护系统和功能不适用于电力推进系统，因为与电动机相比，内燃发动机的监测值、评估逻辑和控制机制非常不同。
[0021]鉴于上述问题和挑战，并且基于他们在相关领域的广泛实验和研究，专利技术人已经开发了所公开的用于电力船舶推进控制的系统和方法，其中电力船舶推进系统的一个或更多个参数被监测，并且基于所监测的参数确定一个或更多个降低的操作极值，以防止电力电动机和/或电力船舶推进系统的其他方面的短期灾难性故障。该系统被配置为使操作员能够至少继续海运船舶的低速推进，以便于它们返回安全。灾难性故障是指推进系统不再运行以推进海运船舶，比如沿着由操作员通过转向输入或由控制海运船舶方向的自动引导系统指示的方向推进海运船舶。短期灾难性故障是指推进系统运行的这种完全故障立即发生，或在几分钟内发生，或在操作员的当前操作阶段内发生。
[0022]在一个实施例中，该系统确定降低的操作限值，该操作限值被校准以使得推进系统能够继续操作，从而将海运船舶推进到岸边或操作员行程的起点，或者推进到通常存放海运船舶的目的地。在另一个实施例中，降低的操作限值可以被校准，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制被配置为推进海运船舶的电力船舶推进系统的方法，所述方法包括：测量所述电力船舶推进系统的至少一个参数；确定所述参数测量值指示所述电力船舶推进系统中的异常；基于所述至少一个参数测量值来确定降低的操作限值，其中，所述降低的操作限值包括扭矩限值、rpm限值、电流限值和功率限值中的至少一个；并且控制所述电力船舶推进系统中的电动机，使得不超过所述降低的操作限值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述至少一个参数测量值和阈值之间的差值增加时，所述降低的操作限值减小。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述降低的操作限值被校准以防止所述差值的增加。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述参数测量值指示所述电力船舶推进系统中的异常包括确定所述参数测量值超出阈值范围。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阈值范围和所述降低的操作限值被校准以防止所述电动机的短期灾难性故障，并使操作员能够继续至少低速推进海运船舶。6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述降低的操作限值包括访问查找表，所述查找表提供与多个参数值相对应的降低的操作限值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括电机温度，并且其中，所述查找表提供与多个电机温度相对应的降低的操作限值。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括提供给所述电动机的输入电流，并且其中，所述查找表提供与多个电流量相对应的降低的操作限值。9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述电动机的输入电压，并且其中，所述查找表提供与多个电压相对应的降低的操作限值。10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括给所述电动机供电的电力储存装置的电池温度，并且其中，所述查找表提供与多个电池温度相对应的降低的操作限值。11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述电动机的电机速度，并且其中，所述查找表提供与多个转速相对应的降低的操作限值。12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述电动机的振动，并且其中，所述查找表提供与多个振动幅度相对应的降低的操作限值。13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括测量所述电力船舶推进系统中的电动机的至少两个参数，并且基于至少两个参数测量值来确定降低的操作限值。14.根据权利要求13所述的方法，其中，确定降低的操作限值包括访问查找表，所述查找表提供了基于所述至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：布伦斯威克公司，
类型：发明
国别省市：
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