(57)【要約】【課題】電気推進方式を採用した船舶用の電動機の始動制御装置であって、従来例に比べて、更に、船内の有効スペースの確保が可能な電動機の始動制御装置を提供する。【解決手段】発電機２と該発電機２を励磁する励磁機３とをエンジン１に連結して駆動し、発電機２で発電される電力を電動機１１に供給して該電動機１１を駆動する電動機の始動制御装置を、発電機２及び励磁機３と共にエンジン１に連結された永久磁石発電機４と、該永久磁石発電機４の発電する電力を電源とすると共に、励磁機３が必要とする全ての励磁電流を単独で該励磁機３に供給する界磁制御手段７と、出力電圧検出手段５と、負荷電流検出手段６と、定格電圧設定手段７ａと、始動電圧設定手段７ｂと、始動基準電流設定手段７ｃとで構成する。【選択図】図１
2007089315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と該発電機を励磁する励磁機とをエンジンに連結して駆動すると共に、該発電機で発電される電力を負荷駆動用の電動機に供給して該電動機を駆動する電動機の始動制御装置であって、
前記発電機及び前記励磁機と共に前記エンジンに連結された永久磁石発電機と、
前記永久磁石発電機の発電する電力を電源とすると共に、前記励磁機が必要とする全ての励磁電流を単独で該励磁機に供給する界磁制御手段と、
前記発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
前記電動機の定格電圧を設定する定格電圧設定手段と、
前記電動機の前記定格電圧よりも低い始動電圧を設定する始動電圧設定手段と、
前記電動機の始動基準電流を設定する始動基準電流設定手段と、を備えており、
前記界磁制御手段は、
前記負荷電流検出手段の検出する負荷電流が前記始動基準電流設定手段で設定された始動基準電流を超えていると、前記出力電圧検出手段により検出される前記発電機の出力電圧が、前記始動電圧設定手段で設定された始動電圧となるような前記励磁電流を出力すると共に、
前記負荷電流が前記始動基準電流以下であると、前記出力電圧が前記定格電圧設定手段で設定された定格電圧となるような前記励磁電流を出力することを特徴とする電動機の始動制御装置。
【請求項２】
前記界磁制御手段は、前記発電機の頂部に載設された端子箱内に収納されている請求項１記載の電動機の始動制御装置。
【請求項３】
前記負荷が船舶のプロペラであると共に、
前記発電機、前記励磁機、前記エンジン、前記電動機、前記永久磁石発電機、前記界磁制御手段、前記出力電圧検出手段、前記負荷電流検出手段、前記定格電圧設定手段、及び、前記始動基準電流設定手段が、前記船舶に設置されている請求項１又は２記載の電動機の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機と該発電機を励磁する励磁機とをエンジンに連結して駆動すると共に、該発電機で発電される電力を負荷駆動用の電動機に供給して該電動機を駆動する電動機の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠洋漁業用漁船等の船舶は、以前は、プロペラを直接エンジンで駆動すると共に、別のエンジンに発電機をつないで発電し、船内で使用する照明や冷凍機等の負荷に電力を供給していた。しかし、電気推進方式という、エンジンを発電のみに用い、発電された電力をプロペラに直結した誘導電動機等の電動機に供給してプロペラを駆動する方式が開発されている。
【０００３】
遠洋漁業用漁船等の船舶では、エンジンとして、ディーゼルエンジンがよく用いられるが、このディーゼルエンジンは、プロペラ駆動用の４００ＲＰＭ前後の回転数よりも、発電機駆動用の１２００ＲＰＭ前後の回転数で使用する方が、窒素酸化物の排出は少ない。又、プロペラ駆動用のエンジンとしては、回転数が可変可能なエンジンを用いる必要があり、このようなエンジンはメインテナンスが複雑であるのに対して、発電機駆動用のエンジンは、定速回転のエンジンでよく、メインテナンスが一般に簡易である。
【０００４】
そのため、上記の電気推進方式を採用することにより、有害廃棄物の排出量を少なくすることができると共に、メインテナンスも簡易化することができる。又、電気推進方式では、エンジンの設置位置がプロペラの前である必要がないため、船内の空間レイアウトの自由度が高まり、例えば、遠洋漁業用漁船等では、従来よりも漁倉を広くすることができる等の利点があり、注目されている。
【０００５】
この電気推進方式では、従来、発電された電力を、プロペラの駆動以外に、船内で使用する照明や冷凍機等の負荷にも使用するため、電圧を一定に保つ必要があり、プロペラ駆動用の電動機に対しても、定電圧で駆動する必要がある。そのため、プロペラ駆動用の電動機の始動についても、この電動機の電源電圧としては、定常運転時と同様の定格電圧を用いる必要がある。
【０００６】
又、一般に、誘導電動機等の電動機は、始動の際には、定常運転時の数倍の始動電流が流れる。そのため、この始動電流を抑制するべく、各種の始動方法が用いられているが、遠洋漁業用漁船等の船舶では、コンドルファ始動が一般に用いられている。
【０００７】
そこで、上記の電気推進方式では、次の２点が要請される。１つは、発電機の出力電圧が一定となるように制御する点であり、この点は、例えば、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）が用いられることで、対応されている。又、他の１つは、プロペラ駆動に用いる誘導電動機等の電動機の始動電流を、電源電圧を変化させることなく抑制する点であり、この点は、例えば、上記のコンドルファ始動等が用いられることで、対応されている。
【０００８】
図４は、上記の２点の要請を取り入れた従来例における船舶用の電動機の始動制御装置の構成を、模式的に表したブロック図である。図４において、この従来例の電動機の始動制御装置は、主に、ディーゼルエンジン２１、主発電機２２、励磁機２３、励磁電流生成部２４、電圧検出器２５、電流検出器２６、自動電圧制御装置２７、誘導電動機３１、及び、始動器３３で構成されている。
【０００９】
上記の従来例の電動機の始動制御装置では、ディーゼルエンジン２１は連結シャフト２１ａを介して主発電機２２と連結され、主発電機２２は連結シャフト２１ｂを介して励磁機２３と連結されている。即ち、ディーゼルエンジン２１が回転すると、同時に主発電機２２及び励磁機２３も回転する。
【００１０】
上記の主発電機２２は、主発電機ロータと主発電機ステータとで構成されている。励磁機２３も、励磁機ロータと励磁機ステータとで構成されており、この励磁機２３には、そのほか、主発電機励磁部２３ａと励磁機励磁部２３ｂとが備えられている。この内、主発電機励磁部２３ａは、励磁機ロータの起電力により生じる３相交流を全波整流するシリコン整流器と抵抗器とで構成され、主発電機ステータに主発電機励磁電流を供給する。又、励磁機励磁部２３ｂは、シリコン整流器と抵抗器とで構成されており、後述するように、最適制御された励磁機励磁電流を励磁機ステータへ供給する。
【００１１】
励磁電流生成部２４は、主発電機ロータの起電力により生じる３相交流の出力端子部に装着された変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とで構成されており、励磁機励磁部２３ｂへ供給する励磁機励磁電流を生成する。
【００１２】
電圧検出器２５は、主発電機ロータの起電力により生じる３相交流の出力電圧を検出する。この電圧検出器２５は、実際には、自動電圧制御装置２７の内部に設けられており、上記の３相交流の出力電圧を自動電圧制御装置２７の端子を介して取り込んで電圧値検出を行う。
【００１３】
電流検出器２６は、主発電機ロータの起電力により生じる３相交流の出力電流、即ち、主発電機２２に接続される負荷である誘導電動機３１の負荷電流を検出する。この電流検出器２６は、実際には、上記の３相交流が流れる出力線に装着された電流検出変流器と、この電流検出変流器からの電流を自動電圧制御装置２７の端子を介して取り込んで電流値検出を行う電流検出回路とで構成されている。この電流検出回路は、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７の内部に設けられている。電流検出器２６により行われる誘導電動機３１の負荷電流の検出は、過大な負荷電流を監視するために行われる。
【００１４】
自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７は、この自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７に接続された外部の交流電源２８を電源としている。又、この自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７は、励磁電流生成部２４が出力して励磁機励磁部２３ｂへ供給する励磁機励磁電流が最適な電流値となるようにするための制御を、上記の電圧検出器２５と電流検出器２６とを用いて行う。又、自動電圧制御装置２７には、主発電機２２の定格電圧を設定する定格電圧設定器２７ａが接続されている。
【００１５】
誘導電動機３１は、プロペラ３２を駆動するための電動機であり、誘導電動機３１のシャフトは、直接又は歯車等を介してプロペラ３２に連結されている。又、主発電機２２で発電される電力が、この誘導電動機３１に印加されることにより、この誘導電動機３１が回転駆動される。従って、主発電機２２の出力電圧は、誘導電動機３１の定格電圧と同じである。
【００１６】
始動器３３は、誘導電動機３１をコンドルファ始動により始動する際に用いられるもので、タイマー等を備えた制御回路とリアクトルとで構成され、始動が指令されると、自動的にリアクトルの切替等を行って、誘導電動機３１を始動する。開閉器３４は、始動器３３を介して誘導電動機３１に供給される、主発電機２２が発電する３相交流電力を、ＯＮ、ＯＦＦするものである。又、主発電機２２が発電する３相交流電力は、開閉器３５を介して船内負荷３６にも供給される。
【００１７】
上記の従来例の電動機の始動制御装置における始動動作は、次のようになる。まず、ディーゼルエンジン２１が回転すると、残留磁気により主発電機ロータに起電力が生じる。この起電力により流れる３相交流から、励磁電流生成部２４の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）により、励磁機励磁部２３ｂへ供給する励磁機励磁電流が生成される。この励磁機励磁電流は一部が自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７に取り込まれると共に、残りの電流が、励磁機励磁電流として励磁機励磁部２３ｂへ供給される。後述するように、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７は、取り込む電流の量を制御することにより、励磁機励磁部２３ｂへ供給される励磁機励磁電流を最適化している。
【００１８】
上記残りの電流の供給を受けた励磁機励磁部２３ｂは、この励磁機励磁電流をシリコン整流器により整流して励磁機ステータへ供給する。この励磁機励磁電流が励磁機ステータに流れることにより、励磁機ロータに起電力が生じ、この起電力により生じる３相交流が、主発電機励磁部２３ａへ供給される。
【００１９】
すると、主発電機励磁部２３ａは、励磁機ロータの起電力により生じた３相交流をシリコン整流器で３相全波整流して、主発電機励磁電流として主発電機ステータに供給する。この主発電機励磁電流が主発電機ステータに流れることにより、主発電機ロータに起電力が生じ、この起電力により、更に、上記のサイクルが繰り返される。
【００２０】
上記のサイクルにおいて、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７は、主発電機２２の出力電圧が、定格電圧設定器２７ｂにより設定された定格電圧になるように、励磁機励磁電流を制御する。即ち、励磁電流生成部２４の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）により生成される励磁機励磁電流は、最適値よりも多く生成されるように設定されている。そして生成される励磁機励磁電流の一部が自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７の端子を介して自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７の内部へ取り込まれて分流される。この分流により、励磁機励磁部２３ｂへ供給される当初の電流値よりも減少した励磁機励磁電流の値が、最適値となるように、上記の分流する電流値を自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７が制御するのである。この制御は、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７が、電圧検出器２５により主発電機２２の出力をチェックし、出力電圧が、定格電圧設定器２７ｂにより設定された定格電圧になるように行われる。即ち、励磁機励磁電流の値を最適化するとは、励磁機励磁電流に基づき、励磁機ロータに生じる起電力を基にして、この起電力により生じる主発電機励磁電流によって主発電機ロータに生じる起電力を調整して主発電機ステータの発生する電圧が、定格電圧となるように、上記の励磁機励磁電流の量を制御することである。
【００２１】
始動器３３に始動指令を与えると、主発電機２２で発電された電力は、開閉器３４がＯＮされ、始動器３３に印加される。そこで、上述したように、誘導電動機３１が自動的に始動される。
【００２２】
上述した従来例の電動機の始動制御装置のほか、電気推進方式を採用した電動機の始動制御装置において、誘導電動機等の電動機の始動電流を抑制する方法として、特許文献１に記載されたような方法等がある。特許文献１に記載された方法は、電動機の始動電流を抑制するために、エンジンの回転数を、エンジン回転数制御手段を用いて制御することにより行う方法である。
【特許文献１】特開平０４−１７２９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記の従来例の電動機の始動制御装置では、コンドルファ始動を用いるために、リアクトル等を収納した始動器３３が必要であり、このため、この始動器３３を内蔵する制御盤である始動器盤が設けられている。又、励磁電流生成部２４として、上述したように、変流器（ＣＴ）やリアクトル（ＲＴ）が必要不可欠であり、これらは、図５に示すように、主発電機２２の上部に備えられた端子箱２２ａの内部に収納されている。又、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）２７は、通常、主発電機２２が発電する電力を配電する配電盤内に収納されている。
【００２４】
このように、上記の従来例の電動機の始動制御装置では、ディーゼルエンジンや主発電機、励磁機、誘導電動機以外に、始動器を内蔵する始動器盤の設置スペースや、変流器（ＣＴ）及びリアクトル（ＲＴ）、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）の収納スペースが必要である。又、自動電圧制御装置（ＡＶＲ）を駆動するための外部電源も必要である。
【００２５】
ところで、遠洋漁業用漁船等の船舶では、電気推進方式の採用により、以前よりも、船内の空間レイアウトの自由度が高まったとはいえ、更なる有効スペースの確保が要望されている。この点、上記の従来例の電動機の始動制御装置において、始動器を内蔵する始動器盤や変流器（ＣＴ）及びリアクトル（ＲＴ）等を省略することができれば、更なる有効スペースを確保することができる。しかしながら、上記の従来例の電動機の始動制御装置では、解決策が見出せそうにない。
【００２６】
又、特許文献１に記載された方法では、回転数の可変可能なエンジンを使用しなければならず、定速回転のエンジンを使用することができないので、メインテナンスの簡易化を図ることができない。
【００２７】
そこでこの発明は、上記のような状況を打開するためになされたものであって、定速回転のエンジンを使用することができる電気推進方式を採用した船舶用の電動機の始動制御装置であって、従来例に比べて、更に、船内の有効スペースの確保が可能な電動機の始動制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の電動機の始動制御装置は、発電機を、プロペラ駆動用の電動機へ電力を供給するための専用機として用いることを前提とする。そして、エンジンを定速回転としつつ、界磁制御装置を用いることで変流器（ＣＴ）及びリアクトル（ＲＴ）を用いずに、電動機の始動時に発電機の出力電圧を電動機の定格電圧より低くなるように制御する。そして、この電動機の定格電圧より低い電圧の電力を、発電機から電動機に印加することで、始動器を用いずに、電動機の始動電流を抑制するものである。
【００２９】
即ち、本発明の電動機の始動制御装置は、発電機と該発電機を励磁する励磁機とをエンジンに連結して駆動すると共に、該発電機で発電される電力を負荷駆動用の電動機に供給して該電動機を駆動する電動機の始動制御装置である。この電動機の始動制御装置は、発電機及び励磁機と共にエンジンに連結された永久磁石発電機と、該永久磁石発電機の発電する電力を電源とすると共に、励磁機が必要とする全ての励磁電流を単独で該励磁機に供給する界磁制御手段と、発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、電動機の定格電圧を設定する定格電圧設定手段と、電動機の定格電圧よりも低い始動電圧を設定する始動電圧設定手段と、電動機の始動基準電流を設定する始動基準電流設定手段と、を備えている。
【００３０】
そして、上記の界磁制御手段は、負荷電流検出手段の検出する負荷電流が始動基準電流設定手段で設定された始動基準電流を超えていると、出力電圧検出手段により検出される発電機の出力電圧が、始動電圧設定手段で設定された始動電圧となるような励磁電流を出力すると共に、負荷電流が始動基準電流以下であると、出力電圧が定格電圧設定手段で設定された定格電圧となるような励磁電流を出力することを特徴としている。
【００３１】
上記の電動機の始動制御装置の使用対象としては、船舶全般とし、これらの船舶に上記の電動機の始動制御装置を設置すると共に、上記の負荷をこの船舶のプロペラとするのが、上記の電動機の始動制御装置の使用例として好適である。即ち、上記の電動機の始動制御装置において、上記の負荷を船舶のプロペラとすると共に、上記の、発電機、励磁機、エンジン、電動機、永久磁石発電機、界磁制御手段、出力電圧検出手段、負荷電流検出手段、定格電圧設定手段、及び、始動基準電流設定手段を、船舶に設置するのが好適である。
【００３２】
上記の電動機の始動制御装置によれば、励磁機が必要とする全ての励磁電流を、自動界磁制御装置が単独で生成してこの励磁機に供給するので、従来例の電動機の始動制御装置に用いられている励磁電流生成用の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とを用いる必要がなくなる。
【００３３】
又、発電機の出力電圧を、定常運転時には電動機の定格電圧とするほか、電動機始動時には定格電圧よりも低い始動電圧とすることができるので、発電機の出力を電動機に直接印加して電動機の始動を行うことができる。従って、従来例の電動機の始動制御装置に用いられていた始動器盤を不要にすることができる。そのため、この始動器盤の設置スペースを不要とすることができるので、上記の電動機の始動制御装置を使用する船舶において、従来例に比べて、更なる有効スペースの確保を図ることができる。
【００３４】
又、エンジンを定速回転とすることができるので、エンジンのメインテナンスを簡易化することができる。又、界磁制御手段には、永久磁石発電機（ＰＭＧ）が発電する電力が供給されるので、従来例の電動機の始動制御装置で使用されていた外部電源を不要とすることができる。
【００３５】
上記の電動機の始動制御装置において、界磁制御手段は、発電機の頂部に載設された端子箱内に収納するようにしてもよい。このようにすることにより、界磁制御手段の設置スペースを不要とすることができ、上記の電動機の始動制御装置を使用する船舶において、従来例に比べて、更なる有効スペースの確保を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の電動機の始動制御装置によれば、励磁機が必要とする全ての励磁電流を、自動界磁制御装置が単独で生成してこの励磁機に供給するので、従来例の電動機の始動制御装置に用いられている励磁電流生成用の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とを不要にすることができる。
【００３７】
又、電動機の始動時には、発電機の出力電圧を定格電圧よりも低い始動電圧とすることができるので、発電機の出力を電動機に直接印加して始動することができる。従って、従来例の電動機の始動制御装置で用いられる始動器盤が不要になるので、始動器盤の設置スペースが不要となり、本発明の電動機の始動制御装置を使用する船舶において、従来例に比べて、更なる有効スペースの確保を図ることができる。
【００３８】
又、エンジンを定速回転とすることができるので、エンジンのメインテナンスを簡易化することができる。又、界磁制御手段には、永久磁石発電機（ＰＭＧ）が発電する電力が供給されるので、従来例の電動機の始動制御装置で使用の外部電源を不要にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本実施の形態における電動機の始動制御装置について、図面を参照しながら詳しく説明する。本実施の形態における電動機の始動制御装置は、発電機を、プロペラ駆動用の電動機へ電力を供給するため、始動時のみ、専用機として用いる。この発電機は、始動後には、一般の発電機として使用可能である。そして、船内で使用される照明や冷凍機等の負荷に対しては、別のエンジンと発電機とを用いる。
【００４０】
図１は、本実施の形態における電動機の始動制御装置の構成を、模式的に表したブロック図である。図１において、この電動機の始動制御装置は、主に、ディーゼルエンジン１、主発電機２、励磁機３、永久磁石発電機４、電圧検出器５、電流検出器６、自動界磁制御装置７、及び、誘導電動機１１で構成されている。図２は、図１における自動界磁制御装置７の構成を示したブロック図である。
【００４１】
上記の電動機の始動制御装置では、ディーゼルエンジン１は、連結シャフト１ａを介して主発電機２と連結され、主発電機２は、連結シャフト１ｂを介して励磁機３と連結され、励磁機３は、連結シャフト１ｃを介して永久磁石発電機４と連結されている。即ち、ディーゼルエンジン１が回転すると、同時に主発電機２、励磁機３、及び、永久磁石発電機４が共に回転する。
【００４２】
上記の主発電機２は、主発電機ロータと主発電機ステータとで構成されている。励磁機３も、励磁機ロータと励磁機ステータとで構成されており、この励磁機３には、そのほか、主発電機励磁部３ａが備えられている。この主発電機励磁部３ａは、励磁機ロータの起電力により生じる３相交流を全波整流するシリコン整流器と抵抗器とで構成されており、主発電機ステータに主発電機励磁電流を供給する。又、永久磁石発電機（ＰＭＧ）４は、内部に永久磁石を備えており、自動界磁制御装置７へ供給する電源用の電力を発電する。
【００４３】
電圧検出器５は、主発電機ロータの起電力により生じる３相交流の出力電圧を検出する。この電圧検出器５は、実際には、自動界磁制御装置７の内部に設けられている電圧検出回路７ｄで構成されており、上記の３相交流の出力電圧を自動界磁制御装置７の端子を介して取り込んで電圧値検出を行う。
【００４４】
電流検出器６は、主発電機ロータの起電力により生じる３相交流の出力電流、即ち、主発電機２に接続される負荷である誘導電動機１１の負荷電流を検出する。この電流検出器６は、実際には、上記の３相交流が流れる出力線に装着された電流検出変流器と、この電流検出変流器からの電流を自動界磁制御装置７の端子を介して取り込んで電流値検出を行う電流検出回路７ｅとで構成されている。この電流検出回路７ｅは、自動界磁制御装置７の内部に設けられている。
【００４５】
自動界磁制御装置７は、図２に示すように、定格電圧設定器７ａ、始動電圧設定器７ｂ、始動基準電流設定器７ｃ、電圧検出回路７ｄ、電流検出回路７ｅ、励磁電流生成回路７ｆ、ＣＰＵ７ｇ、メモリ７ｈ、及び、入出力制御回路７ｉで構成されている。この内、定格電圧設定器７ａは、誘導電動機１１の定格電圧の値を設定するのに用いられ、始動電圧設定器７ｂは、誘導電動機１１の始動電圧の値を設定するのに用いられ、始動基準電流設定器７ａは、誘導電動機１１の始動制御の基準となる始動基準電流の値を設定するのに用いられる。又、自動界磁制御装置７は、上述したように、この自動界磁制御装置７に接続された永久磁石発電機４が発電する電力を電源として使用している。
【００４６】
この自動界磁制御装置７は、ＣＰＵ７ｇがメモリ７ｈに格納されたプログラムにより処理を行うことで、励磁機ステータに励磁機励磁電流を供給する機能を有している。即ち、メモリ７ｈに格納されたプログラムにより、ＣＰＵ７ｇは、定格電圧設定器７ａ、始動電圧設定器７ｂ、及び、始動基準電流設定器７ｃにおける各設定や、電圧検出回路７ｄ、及び、電流検出回路７ｅの検出結果を用いて、励磁電流生成回路７ｆに適正な指示を与えることにより、励磁電流生成回路７ｆが最適な励磁機励磁電流を生成して励磁機ステータに供給する。
【００４７】
尚、上記の始動電圧設定器７ｂで設定される始動電圧とは、誘導電動機１１の始動電流を制限するために、この誘導電動機１１の始動時に、誘導電動機１１に印加される電圧を言う。又、上記の始動基準電流設定器７ｃで設定される始動基準電流とは、誘導電動機１１に印加する電圧を、上記の始動電圧とするか誘導電動機１１の定格電圧とするかを自動界磁制御装置７が判断する基準として用いられるものであり、この判断は、誘導電動機１１に流れる負荷電流をこの始動基準電流と比較することにより行われる。
【００４８】
誘導電動機１１は、プロペラ１２を駆動するための電動機であり、誘導電動機１１のシャフトは、直接又は歯車等を介してプロペラ１２に連結されている。又、主発電機２で発電される電力が、誘導電動機１１に印加されることにより、誘導電動機１１が回転駆動される。従って、定常運転時における主発電機２２の出力電圧、即ち、定格出力電圧は、誘導電動機３１の定格電圧と同じである。
【００４９】
次に、上記の電動機の始動制御装置における始動動作について説明する。図３は、上記の電動機の始動制御装置における始動動作を説明したフローチャートである。図３において、まず、定格電圧設定器７ａにより、誘導電動機１１の定格電圧の値が設定され（Ｓ１）、又、始動電圧設定器７ｂにより、誘導電動機１１の始動電圧の値が設定され（Ｓ２）、更に、始動基準電流設定器７ｃにより、誘導電動機１１の始動制御の基準となる始動基準電流の値が設定される（Ｓ３）。
【００５０】
これらの設定が終了すると、ディーゼルエンジン１が起動される（Ｓ４）。そしてこのディーゼルエンジン１が定格回転に達した後には（Ｓ５）、永久磁石発電機４が、発電した電力を自動界磁制御装置７へ供給して、自動界磁制御装置７が動作を開始する。そして、開閉器１３がＯＮされると（Ｓ６）、誘導電動機１１の入力が主発電機２の出力と接続されて、誘導電動機１１が始動を開始する。
【００５１】
すると、自動界磁制御装置７は、主発電機２の出力電圧が始動電圧となるような励磁機励磁電流を生成して励磁機３へ供給する（Ｓ７）。即ち、自動界磁制御装置７は、メモリ７ｈに格納されたプログラムに従って、このプログラムで指定された励磁機励磁電流を生成して、励磁機ステータに供給する。この励磁機励磁電流が励磁機ステータに流れることにより、励磁機ロータに起電力が生じ、この起電力により生じる３相交流が、主発電機励磁部３ａへ供給される。主発電機励磁部３ａは、この３相交流をシリコン整流器で全波整流して、主発電機励磁電流として主発電機ステータに供給する。この主発電機励磁電流が主発電機ステータに流れることにより、主発電機ロータに起電力が生じて発電が行われる。そこで、自動界磁制御装置７は、電圧検出回路７ｄにより主発電機２の出力電圧をチェックして、始動電圧よりも低ければ励磁機励磁電流を増加し、始動電圧よりも高ければ励磁機励磁電流を減少する一種のフイードバック制御を行う。
【００５２】
そして、自動界磁制御装置７は、電流検出回路７ｅにより主発電機２の出力電流、即ち、誘導電動機１１に流れる負荷電流をチェックして（Ｓ８）、この負荷電流が始動基準電流を超えている間は（Ｓ８）、主発電機２の出力電圧が始動電圧となるような励磁機励磁電流を生成して励磁機３へ供給する（Ｓ７）。その後、誘導電動機１１に流れる負荷電流が始動基準電流以下になると（Ｓ８）、自動界磁制御装置７は、主発電機２の出力電圧が誘導電動機１１の定格電圧となるような励磁機励磁電流を生成して励磁機３へ供給する（Ｓ９）。即ち、誘導電動機１１は定格電圧で定常運転される。Ｓ９における励磁機励磁電流の生成と供給の仕組みの説明は、Ｓ７において、始動電圧を定格電圧と読み替えると、Ｓ７の説明がそのまま当てはまる。
【００５３】
上記の電動機の始動制御装置では、励磁機３が必要とする全ての励磁電流を、自動界磁制御装置７が単独で生成してこの励磁機３に供給する。従って、前述の従来例の電動機の始動制御装置に用いられているような励磁電流生成用の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とを使用する必要がなく、不要とすることができる。
【００５４】
又、ディーゼルエンジン１を定速回転としつつ、主発電機２の出力電圧を、定常運転時には、誘導電動機１１の定格電圧とするほか、始動時には、定格電圧よりも低い始動電圧とすることができるので、主発電機２の出力を誘導電動機１１に直接印加して、誘導電動機１１の始動を行うことができる。従って、前述の従来例の電動機の始動制御装置に用いられていたような、タイマー等を備えた制御回路とリアクトルとで構成された始動器を収納した始動器盤を用いる必要がない。そのため、始動器盤の設置スペースが不要となり、上記の電動機の始動制御装置を使用する船舶における更なる有効スペースの確保が可能となる。
【００５５】
又、前述の従来例の電動機の始動制御装置では、励磁電流生成用の変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とは、主発電機の上部に備えられた端子箱の内部に収納されていたが、上述したように、上記の電動機の始動制御装置ではこのような変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）が不要となる。そこで、上記電動機の始動制御装置の主発電機の上部に従来例と同じような端子箱を備えた場合、この端子箱の内部に、変流器（ＣＴ）とリアクトル（ＲＴ）とに代えて、自動界磁制御装置７を収納することもできる。このようにすると、自動界磁制御装置７の設置スペースを個別に確保する必要がなくなる。
【００５６】
又、上記の電動機の始動制御装置が、従来例の電動機の始動制御装置で使用されている配電盤を用いる場合、従来例においてこの配電盤に収納されていた自動電圧制御装置（ＡＶＲ）は、使用する必要がないので、この自動電圧制御装置（ＡＶＲ）の収容スペースが不要となり、その分、この配電盤を小型化することができる。このため、上記の電動機の始動制御装置において、このような配電盤を使用する場合は、この配電盤の小型化により、船舶における更なる有効スペースの確保を可能とすることができる。
【００５７】
又、自動界磁制御装置７には、永久磁石発電機（ＰＭＧ）４が発電する電力を使用するので、前述の従来例の電動機の始動制御装置で使用されていた外部電源を不要とすることができる。又、上述したように、ディーゼルエンジン１を定速回転とすることができるので、このディーゼルエンジン１のメインテナンスを簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態における電動機の始動制御装置の構成を模式的に表したブロック図である。
【図２】図１の自動界磁制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施の形態における電動機の始動制御装置の始動動作を説明したフローチャートである。
【図４】従来例における電動機の始動制御装置の構成を模式的に表したブロック図である。
【図５】従来例の電動機の始動制御装置における主発電機の（ａ）は正面図（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ディーゼルエンジン
１ａ  連結シャフト
１ｂ  連結シャフト
１ｃ  連結シャフト
２  主発電機
３  励磁機
３ａ  主発電機励磁部
４  永久磁石発電機
５  電圧検出器
６  電流検出器
７  自動界磁制御装置
７ａ  定格電圧設定器
７ｂ  始動電圧設定器
７ｃ  始動基準電流設定器
７ｄ  電圧検出回路
７ｅ  電流検出回路
７ｆ  励磁電流生成回路
７ｇ  ＣＰＵ
７ｈ  メモリ
７ｉ  入出力制御回路
１１  誘導電動機
１２  プロペラ
１３  開閉器
２１  ディーゼルエンジン
２１ａ  連結シャフト
２１ｂ  連結シャフト
２２  主発電機
２２ａ  端子箱
２３  励磁機
２３ａ  主発電機励磁部
２３ｂ  励磁機励磁部
２４  励磁電流生成部
２５  電圧検出器
２６  電流検出器
２７  自動電圧制御装置（ＡＶＲ）
２７ａ  定格電圧設定器
２８  交流電源
３１  誘導電動機
３２  プロペラ
３３  始動器
３４  開閉器
３５  開閉器
３６  船内負荷
【図１】
2007089315.tif 000003
【図２】
2007089315.tif 000004
【図３】
2007089315.tif 000005
【図４】
2007089315.tif 000006
【図５】
2007089315.tif 000007