船舶电力推进系统的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种船舶电力推进系统的控制装置，它包括一个计算模块、一个比较判断模块和一个切换模块。计算模块的输入端接收来自电力推进系统的电机实际转矩信号，且其输出端输出电力推进系统的转矩加速度信号。比较判断模块的输入端输入转矩加速度信号和转矩加速度设定值，且其输出端输出一个比较信号。切换模块的输入端输入比较信号，且其输出端输出一个切换信号使螺旋桨的转速在船舶电力推进系统的转速设定值和船舶电力推进系统的转速门槛值之间切换。本实用新型专利技术的船舶电力推进系统的控制装置，可判断螺旋桨是否露出水面，以减小螺旋桨的转矩波动，从而降低螺旋桨和其轴系疲劳损伤，延长其使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种电カ推进系统控制装置，尤其涉及一种用于船舶电カ推进系统的控制装置。
技术介绍
电カ推进以其配置灵活、操控方便、无复杂机械传动系统的优点在现代工程船舶制造中得到了广泛采用。船舶电カ推进系统主要由柴油发电机组、变频器、异步电动机和螺旋桨机械系统组成。在船舶航行过程中，由于风浪可能使螺旋桨短时露出水面，并再次回到 水中。船舶螺旋桨的转矩与转速平方成正比，且在水中和空气中转矩相差极大，因此在螺旋桨转速较高时，频繁的出水面和进入水面会使螺旋桨的转矩大幅度频繁波动，从而造成螺旋桨和其轴系疲劳损伤，降低其使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是提供ー种船舶电カ推进的控制装置，降低船舶螺旋桨短时跃出水面造成的螺旋桨及其轴系转矩的波动。本技术提供了ー种船舶电カ推进系统的控制装置，它包括一个计算模块、一个比较判断模块和ー个切换模块。计算模块用于计算船舶电カ推进系统的电机实际转矩的转矩加速度，其输入端可接收来自电カ推进系统的电机实际转矩信号，且其输出端可输出电カ推进系统的转矩加速度信号。比较判断模块可比较转矩加速度与船舶电カ推进系统的转矩加速度设定值的大小，其输入端可输入转矩加速度信号和转矩加速度设定值，且其输出端可输出ー个比较信号。切换模块用于控制船舶电カ推进系统的螺旋桨的转速，其输入端可输入比较信号，且其输出端可输出ー个切换信号使螺旋桨的转速在船舶电カ推进系统的转速设定值和船舶电カ推进系统的转速门槛值之间切換。船舶电カ推进系统的控制装置，可判断螺旋桨是否露出水面，且当判断螺旋桨露出水面吋，降低螺旋桨的转速到安全的螺旋桨门槛转速Vg，以减小螺旋桨的转矩波动，从而降低螺旋桨和其轴系疲劳损伤，延长其使用寿命。在船舶电カ推进系统的控制装置的再一种示意性的实施方式中，控制装置还设有ー个比较模块，它可比较船舶电カ推进系统的螺旋桨实际转速与船舶电カ推进系统的螺旋桨门槛转速，其输入端可输入船舶电カ推进系统的螺旋桨的实际转速信号，其输出端可输出ー个第一使能信号，切换模块可输入第一使能信号，且切换模块输出切换信号使螺旋桨的转速为转速设定值。在船舶电カ推进系统的控制装置的另ー种示意性的实施方式中，比较判断模块中还设有ー个可计算电机实际转矩以转矩加速度变化持续时间的计时器，和一个可比较转矩加速度与转矩加速度设定值的比较器，计时器与比较器可信号连接，且计时器可输出ー个第二使能信号至比较器，比较器的输入端可输入转矩加速度信号和转矩加速度设定值信号，且比较器可控制比较判断模块输出比较信号。在船舶电カ推进系统的控制装置的又一种示意性的实施方式中，控制装置还设有ー个第一滤波模块，第一滤波模块可滤除输入至计算模块的输入端的电机实际转矩信号中包含的干扰信号。在船舶电カ推进系统的控制装置的又一种示意性的实施方式中，控制装置还设有ー个辨别模块，它包括一个辨别器和一个开关器，辨别器可比较实际转速和船舶电カ推进系统的螺旋桨的转速下限值，其输入端可输入实际转速信号，其输出端可输出ー个第三使能信号；第三使能信号可控制开关器接通或关断输入至比较判断模块的转矩加速度设定值。在船舶电カ推进系统的控制装置的又一种示意性的实施方式中，控制装置还设有ー个第二滤波模块，第二滤波模块可滤除输入至辨别模块的实际转速信号中包含的干扰信 号。在船舶电カ推进系统的控制装置的又一种示意性的实施方式中，切换模块包括一个第二比较器、一个逻辑“或”运算器、ー个RS触发器和一个切换器，第二比较器可辨别比较信号是否大于零，其输入端可输入比较信号，其输出端可输出ー个正值信号和一个负值信号，逻辑“或”运算器的输入端可输入负值信号和第一使能信号，其输出端可输出ー个复位信号，RS触发器的输入端可输入正值信号或复位信号，其输出端可输出ー个切换信号，切换信号可控制切换器输出螺旋桨门槛转速或转速设定值。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对船舶电カ推进系统的控制装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进ー步说明。附图说明以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图I用于说明船舶电カ推进系统的控制装置一种示意性实施方式的结构示意图。图2用于说明船舶电カ推进系统的控制装置其它示意性实施方式的结构示意图。标号说明10计算模块20比较模块30比较判断模块32计时器34比较器40切换模块42第二比较器44RS 触发器46逻辑“或”运算器48切换器50第一滤波模块60第二滤波模块70辨别模块72辨别器74开关器具体实施方式为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使 图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的ー个，或仅标出了其中的ー个。图I用于说明船舶电カ推进系统的控制装置一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，船舶电カ推进系统的控制装置包括ー个计算模块10、一个比较判断模块30和一个切换模块40。其中，计算模块10的输入端可输入来自电カ推进系统測量得到的螺旋桨的电机实际转矩信号Mart，且电机实际转矩信号Mart可反应出用于驱动螺旋桨电机的电机实时转矩大小。计算模块10的输出端可输出转矩加速度信号Daet，信号Daet反应了电机实际转矩随时间变化速度，即电机实际转矩信号Mact随时间的变化速度dMac;t/dt。比较判断模块30的输入端可输入转矩加速度信号Daet和预先设定的船舶电カ推进系统的转矩加速度设定值Dm，转矩加速度设定值Dm需要依据螺旋桨的具体情况设定，比较判断模块30可将转矩加速度设定值Dm与转矩加速度信号Daet比对，并输出ー个反应比对结果的比较信号S。。由于水的阻力大空气的阻力，因此，当转矩加速度信号Dart大于转矩加速度设定值Dm，则判断螺旋桨露出水面。在船舶电カ推进系统的控制装置一种示意性实施方式中，当转矩加速度信号Dart大于矩加速度设定值Dm，比较信号S。取值为ー个大于O的数值；当转矩加速度信号Dart小于等于矩加速度设定值Dm，比较信号S。取值为小于O的数值。切换模块40的输入端可输入比较信号S。。当切换模块40判断比较信号S。取值为大于O的数值时，切换模块40可控制船舶电カ推进系统的螺旋桨的转速切換到螺旋桨门槛转速Vg，且在螺旋桨门槛转速Vg以内，螺旋桨及其轴系转矩的波动对其影响很小，螺旋桨门槛转速\需要依据螺旋桨的具体情况测定；当切换模块40判断比较信号S。取值为ー个小于O的数值，切换模块40可控制船舶电カ推进系统的螺旋桨的转速切換到船舶电カ推进系统的转速设定值\，且转速设定值Vs为螺旋桨越出水面前，船舶电カ推进系统控制螺旋桨的实时转速。在船舶电カ推进系统的控制装置一种示意性实施方式中，具体的控制流程如下。首先，计算模块10计算得到转矩加速度信号Daet。接着，比较判断模块30将转矩加速度信号Daet与转矩加速度设定值Dm比较后，输出一个反应比对结果的比较信号S。。而后，切换模块40依据比较信号S。判断螺旋桨是否露出水面。如果判断螺旋桨露出水面，则切换模块40控制船舶电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.船舶电カ推进系统的控制装置，其特征在于，其包括 ー个计算模块(10)，其用于计算所述船舶电カ推进系统的电机实际转矩的转矩加速度，其输入端接收来自所述电カ推进系统的电机实际转矩信号，且其输出端输出所述电カ推进系统的转矩加速度信号； 一个比较判断模块(30)，其比较所述转矩加速度与所述船舶电カ推进系统的转矩加速度设定值的大小，其输入端输入所述转矩加速度信号和所述转矩加速度设定值，且其输出端输出ー个比较信号；和 ー个切换模块(40)，其用于控制所述船舶电カ推进系统的螺旋桨的转速，其输入端输入所述比较信号，且其输出端输出ー个切换信号使所述螺旋桨的转速在所述船舶电カ推进系统的转速设定值和所述船舶电カ推进系统的转速门槛值之间切換。2.如权利要求I所述的控制装置，其中所述控制装置还设有ー个比较模块(20)，其比较所述船舶电カ推进系统的螺旋桨实际转速与所述船舶电カ推进系统的螺旋桨门槛转速， 其输入端输入所述船舶电カ推进系统的螺旋桨的实际转速信号，其输出端输出ー个第一使能信号， 所述切换模块(40)输入所述第一使能信号，且所述切换模块(40)输出所述切换信号使所述螺旋桨的转速为所述转速设定值。3.如权利要求I所述的控制装置，其中所述比较判断模块(30)中还设有ー个计算所述电机实际转矩以所述转矩加速度变化持续时间的计时器(32)，和一个比较所述转矩加速度与所述转矩加速度设定值的比较器(34)， 所述计时器与所述比较器信号连接，且所述计时器输出ー个第二使能信号至所述比较器， 所述比较器(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕春野，刘立伟，
申请(专利权)人：西门子工厂自动化工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：