CN110001904A - 一种用于纯电动船的双电机*** - Google Patents

一种用于纯电动船的双电机*** Download PDF

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陆政德
帅鸿元
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Shanghai Fengzi New Energy Shipping Technology Co Ltd
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Shanghai Fengzi New Energy Shipping Technology Co Ltd
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种用于纯电动船的双电机***，包括主控制器和两组螺旋桨推进装置，所述两组螺旋桨推进装置的结构相同，均包括：螺旋桨、第一电动机、第二电动机、第一驱动器和第二驱动器；所述第一电动机为低速大扭矩电机，所第二电动机为高速电机，所述第一电动机和第二电动机通过同一根刚性联接杆与螺旋桨相连，所述第一驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第一电动机，所述第二驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第二电动机。本发明既能够获得很好的低速大扭矩，同时又具有很好的高速特性。

Description

一种用于纯电动船的双电机***
技术领域
本发明涉及纯电动船推进技术领域，特别是涉及一种用于纯电动船的双电机***。
背景技术
在较大型的纯电动船舶中，有货船、游船或其它总类功能的船舶，这些船舶在推进驱动控制中，摒弃了传统的变速箱***，而采用变频驱动的调节模式，实现调速控制和正反向控制。
取消变速箱后带来的一个新问题就是，电动机的转矩受到电动机固有转矩的限制，在一般情况下无法实现大功率转矩的获得，而使得船舶推进功能发挥的不够理想。假如设计一个新电动机，以获得最大转矩为特征，满足了大扭矩输出的功能，那么，在电动机高速运转时，将会受到限制，而无法获得良好的动力特性品质。因此，在纯电动船的设计中，希望既获得很好的低速大扭矩，同时又具有很好的高速特性，这是对纯电动船动力品质提出的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于纯电动船的双电机***，既能够获得很好的低速大扭矩，同时又具有很好的高速特性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于纯电动船的双电机***，包括主控制器和两组螺旋桨推进装置，所述两组螺旋桨推进装置的结构相同，均包括：螺旋桨、第一电动机、第二电动机、第一驱动器和第二驱动器；所述第一电动机为低速大扭矩电机，所第二电动机为高速电机，所述第一电动机和第二电动机通过同一根刚性联接杆与螺旋桨相连，所述第一驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第一电动机，所述第二驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第二电动机。
所述两组螺旋桨推进装置均还包括与主控制器相连的信号检测装置，所述信号检测装置用于检测螺旋桨信息。
所述信号检测装置为转速信号检测装置，所述转速信号检测装置用于检测螺旋桨的实时转速。
所述信号检测装置为转矩信号检测装置，所述转矩信号检测装置用于检测螺旋桨的实时转矩。
所述信号检测装置为能耗检测装置，所述能耗检测装置用于检测螺旋桨的实时能耗。
所述主控制器还连接有GPRS远程通信装置。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用一种双电机的模式，在电机中分别采用两组绕组，一组满足低速大扭矩特征参数需求，另外一组满足高速性能参数需求，将这种双电机模式运用在大功率船舶尾部的双固定翼螺旋桨，同时通过两个驱动器来分别驱动这两组绕组，实现了很好的低速大扭矩的同时又具有很好的高速特性。
附图说明
图1是本发明的结构方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种用于纯电动船的双电机***，如图1所示，包括主控制器和两组螺旋桨推进装置，所述两组螺旋桨推进装置的结构相同，均包括：螺旋桨、第一电动机、第二电动机、第一驱动器和第二驱动器；所述第一电动机为低速大扭矩电机，所第二电动机为高速电机，所述第一电动机和第二电动机通过同一根刚性联接杆与螺旋桨相连，所述第一驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第一电动机，所述第二驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第二电动机。
本实施方式中的主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成，其为构成本***的核心要件，其所有的外部接口、连接于网络的数据部分都与主控制器相关。该主控制器通过CAN总线网络与下属各个模块相联，实现对各个模块数据传输和控制。
本实施方式中的两组螺旋桨推进装置均包括有螺旋桨、第一电动机、第二电动机、第一驱动器和第二驱动器，其中，第一驱动器和第二驱动器均通过CAN总线网络与主控制器相连。第一驱动器是为驱动第一电动机而配置的调速驱动装置，其接收主控制器的信息，调节驱动参数，以使第一电动机满足调速要求。同样第二驱动器是为驱动第二电动机而配置的调速驱动装置，其接收主控制器的信息，调节驱动参数，以使第二电动机满足调速要求。第一电动机为低速大扭矩电机，在主控制器的控制指令下能够产生足够大的扭矩，在通常情况下，其满足低速大扭矩的要求，所产生的动力参数完全依照第一驱动器给出的控制指令。第二电动机为高速电机，在主控制器的控制指令下，可以产生足够大的旋转速度，在通常情况下，其满足高速的需求，所产生的动力参数完全依照第二驱动器给出的控制指令。本实施方式中的第一电动机和第二电动机共用一根输出轴，螺旋桨则连接在该输出轴上，如此螺旋桨可以依照第一电机和/或第二电机给出的速度、转矩、功率进行旋转，从而产生足够、合适的推进力，推动船舶整体航行。
为了让主控制器能够控制船舶以最优方式进行航行，本实施方式中的两组螺旋桨推进装置均还包括与主控制器相连的信号检测装置，所述信号检测装置包括转速信号检测装置、转矩信号检测装置和能耗检测装置。其中，转速信号检测装置用于获取螺旋桨的实时转速，并将获取到的实时转速传输给主控制器；转矩信号检测装置用于获取螺旋桨的实时转矩，并将获取到的实时转矩传输给主控制器；能耗检测装置用于获取螺旋桨的实时能耗，并将获取到的实时能耗传输给主控制器。主控制器根据收到的实时转矩、实时转速和实时能耗向四个驱动器发出控制信号，使得船舶能够以最优方式航行。在整个过程中，主控制器可以根据实际情况控制不同的驱动器对电机进行驱动，电机的驱动数量可以是1～4个，并且可以任意组合和搭配，通过这种组合和搭配实现控制最优和效果最优。
本实施方式中的主控制器还连接有GPRS远程通信装置，GPRS远程通信装置用于支持网络远程数据处理，即上述信号检测装置的采集的参数还可以通过GPRS远程通信装置发送至远程后台数据中心，该远程后台数据中心对数据实施校验复算，并做进一步的优化处理，并将处理结果返回给主控制器，主控制器可以根据返回结果向四个驱动器发出控制指令。

Claims (6)

1.一种用于纯电动船的双电机***，包括主控制器和两组螺旋桨推进装置，其特征在于，所述两组螺旋桨推进装置的结构相同，均包括：螺旋桨、第一电动机、第二电动机、第一驱动器和第二驱动器；所述第一电动机为低速大扭矩电机，所第二电动机为高速电机，所述第一电动机和第二电动机通过同一根刚性联接杆与螺旋桨相连，所述第一驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第一电动机，所述第二驱动器根据所述主控制器的信息驱动所述第二电动机。
2.根据权利要求1所述的用于纯电动船的双电机***，其特征在于，所述两组螺旋桨推进装置均还包括与主控制器相连的信号检测装置，所述信号检测装置用于检测螺旋桨信息。
3.根据权利要求2所述的用于纯电动船的双电机***，其特征在于，所述信号检测装置为转速信号检测装置，所述转速信号检测装置用于检测螺旋桨的实时转速。
4.根据权利要求2所述的用于纯电动船的双电机***，其特征在于，所述信号检测装置为转矩信号检测装置，所述转矩信号检测装置用于检测螺旋桨的实时转矩。
5.根据权利要求2所述的用于纯电动船的双电机***，其特征在于，所述信号检测装置为能耗检测装置，所述能耗检测装置用于检测螺旋桨的实时能耗。
6.根据权利要求1所述的用于纯电动船的双电机***，其特征在于，所述主控制器还连接有GPRS远程通信装置。
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