(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで駆動される同期発電機と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに前記同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、同期発電機の発生電圧を零とし、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれに所望の位相で点弧信号を与えることにより、該同期電動機から所定の制動電流が第１サイリスタ変換回路と第２サイリスタ変換回路とからなる経路に流れるようにすることを特徴とする電気推進装置の制御方法。
【請求項２】
エンジンで駆動される同期発電機と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに前記同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、同期発電機の発生電圧を零とし、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にするとともに第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で該同期電動機の界磁電流を調整することにより、該同期電動機から所定の制動電流が第１サイリスタ変換回路と第２サイリスタ変換回路とからなる経路に流れるようにすることを特徴とする電気推進装置の制御方法。
【請求項３】
エンジンで駆動される同期発電機と、同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機と、同期発電機から第１サイリスタ変換器への経路に設置された回路遮断器とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、回路遮断器を開路し、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれに所望の位相の点弧信号を与えることにより、該同期電動機に所定の制動電流を発生させることを特徴とする電気推進装置の制御方法。
【請求項４】
エンジンで駆動される同期発電機と、同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機と、同期発電機から第１サイリスタ変換器への経路に設置された回路遮断器とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、回路遮断器を開路し、且つ、第１，第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で該同期電動機の界磁電流を調整することにより所定の制動電流を発生させることを特徴とする電気推進装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船舶に搭載される電気推進装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、この種の電気推進装置の従来例を示す回路構成図であり、１はエンジン、２はエンジン１で駆動される同期発電機、３，４はそれぞれのサイリスタを三相ブリッジ接続してなるサイリスタ変換器、５は同期電動機、６は同期電動機５の駆動軸に連結されたプロペラ、１２は同期発電機２の界磁電流を所望の値に設定する界磁電流設定器、１３は回路遮断器、１４は制動抵抗、１５は同期電動機５の界磁電流を所望の値に設定する界磁電流設定器、２１はサイリスタ変換器３，４に所望の位相の点弧信号を送出するゲート制御回路である。
【０００３】
図５に示したゲート制御回路２１は、同期電動機５の駆動軸に連結された図示しない磁極位置検出器からの同期電動機５の回転子の位置信号に基づきサイリスタ変換器４の点弧位相を制御しつつ、同期発電機２の出力電圧位相に基づきサイリスタ変換器３の点弧位相を制御することにより、同期電動機５が可変速制御される、すなわち、この電気推進装置は直流式の無整流子電動機を形成している。
【０００４】
図５に示した電気推進装置において、例えば、船舶を前進から後進に切り替えた時には、船舶の慣性，水流によってプロペラ６が回され、その結果、同期電動機５も回される（一般にこれを遊転という）。
すなわち前進から後進へ迅速に移行するためには、遊転する同期電動機５に有効なブレーキを掛ける必要があり、このため、ゲート制御回路２１では前記磁極位置検出器の位置信号に基づきサイリスタ変換器４を位相制御された整流器の動作をさせ、得られた直流をサイリスタ変換器３の位相制御により同期発電機２，エンジン１へ回生するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の電気推進装置の制御方法によると、例えば、砕氷船のように頻繁に前・後進を繰り返す電気推進装置においては、エンジン１の回転速度の変動幅が大きくなり、エンジントラブルの要因となっていた。
従来、この問題点の対策として、遊転時に回路遮断器１３を閉路して、前記回生電力を制動抵抗１４に消費させていたが、大容量の電気推進装置の場合には制動抵抗が大型のものになるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は上記問題点を解決し、前記制動抵抗を不要にする電気推進装置の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、エンジンで駆動される同期発電機と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに前記同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、同期発電機の発生電圧を零とし、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれに所望の位相で点弧信号を与えることにより、該同期電動機から所定の制動電流が第１サイリスタ変換回路と第２サイリスタ変換回路とからなる経路に流れるようにすることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、エンジンで駆動される同期発電機と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに前記同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、複数個のサイリスタをブリッジ接続してなるとともに該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、同期発電機の発生電圧を零とし、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にするとともに第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で該同期電動機の界磁電流を調整することにより、該同期電動機から所定の制動電流が第１サイリスタ変換回路と第２サイリスタ変換回路とからなる経路に流れるようにすることを特徴とする。
【０００９】
また第３の発明は、エンジンで駆動される同期発電機と、同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機と、同期発電機から第１サイリスタ変換器への経路に設置された回路遮断器とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、回路遮断器を開路し、且つ、第１サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれに所望の位相の点弧信号を与えることにより、該同期電動機に所定の制動電流を発生させることを特徴とする。
【００１０】
さらに第４の発明は、エンジンで駆動される同期発電機と、同期発電機の出力を直流に変換する第１サイリスタ変換回路と、該直流を所望の周波数，電圧の交流に変換する第２サイリスタ変換回路と、第２サイリスタ変換回路により給電され、プロペラを駆動する同期電動機と、同期発電機から第１サイリスタ変換器への経路に設置された回路遮断器とを備えた電気推進装置の制御方法において、
前記同期電動機を制動動作させるときには、回路遮断器を開路し、且つ、第１，第２サイリスタ変換回路を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で該同期電動機の界磁電流を調整することにより所定の制動電流を発生させることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、同期電動機から第１，第２サイリスタ変換器の経路により、遊転時の制動電流を流すようにして、同期発電機の出力に接続された従来の制動抵抗を不要にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施例を示す電気推進装置の回路構成図であり、図５に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図１に示した電気推進装置にはエンジン１、同期発電機２、サイリスタ変換器３，４、同期電動機５、プロペラ６、界磁設定器１５、サイリスタ変換器３，４に所望の位相の点弧信号を送出するゲート制御回路３１、同期発電機２の界磁電流を所望の値に設定する界磁電流設定器３２を備えている。
【００１３】
図１に示したゲート制御回路３１は、船舶の前進または後進時には、従来の制御方法と同様に、同期電動機５の駆動軸に連結された図示しない磁極位置検出器からの同期電動機５の回転子の位置信号に基づきサイリスタ変換器４の点弧位相を制御しつつ、同期発電機２の出力電圧位相に基づきサイリスタ変換器３の点弧位相を制御することにより、同期電動機５が可変速制御される、すなわち、この電気推進装置は直流式の無整流子電動機を形成している。
【００１４】
また、例えば前進から後進に移行するときには、先ず、界磁電流設定器３２の設定値を零にして、同期発電機２の発生電圧を零にする。次に、ゲート制御回路３１により、サイリスタ変換回路３を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態でサイリスタ変換回路４を形成するサイリスタそれぞれに、前記磁極位置検出器の位置信号に基づきサイリスタ変換器４を位相制御された整流器の動作をさせ、この直流を全導通状態のサイリスタ変換回路３に流すことにより、同期電動機５に所定の制動電流を発生させ、遊転時にブレーキ作用を起こさせている。
【００１５】
図２は、この発明の第２の実施例を示す電気推進装置の回路構成図であり、図１に示した実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図２に示した電気推進装置にはエンジン１、同期発電機２、サイリスタ変換器３，４、同期電動機５、プロペラ６、界磁設定器３２、サイリスタ変換器３，４に所望の位相の点弧信号を送出するゲート制御回路３３、同期電動機５の界磁電流を所望の値に設定する界磁電流設定器３４を備えている。
【００１６】
図２に示したゲート制御回路３３は、船舶の前進または後進時には、従来の制御方法と同様に、同期電動機５の駆動軸に連結された図示しない磁極位置検出器からの同期電動機５の回転子の位置信号に基づきサイリスタ変換器４の点弧位相を制御しつつ、同期発電機２の出力電圧位相に基づきサイリスタ変換器３の点弧位相を制御することにより、同期電動機５が可変速制御される、すなわち、この電気推進装置は直流式の無整流子電動機を形成している。
【００１７】
また、例えば前進から後進に移行するときには、先ず、界磁電流設定器３２の設定値を零にして、同期発電機２の発生電圧を零にする。次に、ゲート制御回路３３により、サイリスタ変換回路３，４を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で界磁電流設定器３４の設定値を調整しつつ、サイリスタ変換回路３，４に同期電動機５からの制動電流を流すようにして、遊転時にブレーキ作用を起こさせている。
【００１８】
図３は、この発明の第３の実施例を示す電気推進装置の回路構成図であり、図１に示した実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図３に示した電気推進装置にはエンジン１、同期発電機２、サイリスタ変換器３，４、同期電動機５、プロペラ６、界磁設定器１２，１５、ゲート制御回路３１を備えている。
【００１９】
この電気推進装置において、回路遮断器７が閉路した船舶の前進または後進時には、上述の第１の実施例回路の動作と同一である。
また、例えば前進から後進に移行するときには、先ず回路遮断器７を開路し、次に、ゲート制御回路３１により、サイリスタ変換回路３を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態でサイリスタ変換回路４を形成するサイリスタそれぞれに、前記磁極位置検出器の位置信号に基づきサイリスタ変換器４を位相制御された整流器の動作をさせ、この直流を全導通状態のサイリスタ変換回路３に流すことにより、同期電動機５に所定の制動電流を発生させ、遊転時にブレーキ作用を起こさせている。
【００２０】
図４は、この発明の第４の実施例を示す電気推進装置の回路構成図であり、図２に示した実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図４に示した電気推進装置にはエンジン１、同期発電機２、サイリスタ変換器３，４、同期電動機５、プロペラ６、界磁設定器１２、ゲート制御回路３３、界磁電流設定器３４を備えている。
【００２１】
この電気推進装置において、回路遮断器７が閉路した船舶の前進または後進時には、上述の第２の実施例回路の動作と同一である。
また、例えば前進から後進に移行するときには、先ず回路遮断器７を開路し、次に、ゲート制御回路３３により、サイリスタ変換回路３，４を形成するサイリスタそれぞれを全導通状態にし、この状態で界磁電流設定器３４の設定値を調整しつつ、サイリスタ変換回路３，４に同期電動機５からの制動電流を流すようにして、遊転時にブレーキ作用を起こさせている。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、同期電動機から第１，第２サイリスタ変換器の経路により、遊転時の制動電流を流すようにして、同期発電機の出力に接続された従来の制動抵抗を省略できるので、この電気推進装置の小型化，低価格化が実現できる。さらに第３，第４の発明によれば、同期発電機からこの船舶の他の負荷機器へも給電できるので、総合的に省スペースが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す電気推進装置の回路構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示す電気推進装置の回路構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示す電気推進装置の回路構成図
【図４】この発明の第４の実施例を示す電気推進装置の回路構成図
【図５】従来例を示す電気推進装置の回路構成図
【符号の説明】
１…エンジン、２…同期発電機、３，４…サイリスタ変換器、５…同期電動機、６…プロペラ、７…回路遮断器、１２…界磁電流設定器、１３…回路遮断器、１４…制動抵抗、１５…界磁電流設定器、２１，３１，３３…ゲート制御回路、３２，３４…界磁電流設定器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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