[实用新型]一种无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制动变频控制船舶舵机装置，尤其涉及一种简化舵机机构、节能环保且使用方便的无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置。

背景技术

船舶舵机为随动机构，它的状态分两种：其一，当其未转到目标位置时，将全速向目标位置移动。其二，当其达到目标位置时，将自动保持该位置。现在常用的船舶电动舵机都能很好的满足第一种状态，对第二种状态基本上都是通过机械抱闸来实现。由于航行过程中，水况复杂，尤其在海洋中，水况更加复杂多变，机械抱闸不能长时间保持住，会有缓慢的漂移，导致船舶远洋航行时慢慢偏离航向。现在的解决办法大都是通过上位控制算法纠正这种偏差，对操舵控制器要求高，且需要频繁的启动关闭抱闸机构。

实用新型内容

针对传统电动舵机存在的上述缺点，本实用新型旨在提供一种简化舵机机构、节能环保且使用方便的无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置，其特征是由主船用变频器(1)以及与其相连的主变频电机(5)、辅助船用变频器(8)以及与其相连的辅助变频电机(9) 、舵机机械装置(4)、力矩传感器(3)、模拟信号分线器(10)组成，其中，舵机机械装置(4)分别和变频电机(5)、变频电机(9)硬链接；所述力矩传感器(3)位于舵机机械装置(4)和变频电机（5）的硬链接上，述力矩传感器(3)通过模拟信号分线器(10)分别与主船用变频器(1)和辅助船用变频器(8)链接。

所述主船用变频器(1)和转辅助船用变频器(8)分别设置有矩给定信号端(2)、Profibus-DP总线信号端 (6)、直接I/O信号端(7)。

本实用新型的效果是：本实用新型装置由两台高性能船用变频器、两台变频电机、一套舵机机械装置、一套力矩传感器和模拟信号分线器组成，变频电机和舵机机械装置之间是硬连接。力矩传感器安装在变频电机和舵机机械之间的硬链接上。变频器控制采用Profibus-DP总线控制和直接I/O混合控制方式，系统启动停止信号采用直接I/O信号，力矩给定信号采用标准模拟量4-20mA信号，速度给定信号通过Profibus-DP总线给定，保证控制的可靠性。变频器调速模式采用直接转矩控制，调速性能优越，当负载突然变化时，例如，当舵叶碰到急浪或冰块的冲击，力矩保持不变，由于负载惯性，速度也不会发生突变，从而减小对电机和机械装置的冲击。变频器制动方式采用能量回馈制动方式，不采用需要外接电阻箱的能耗制动，可以减小装置的体积，且反馈回的能量可以用在其它用电设备上，节约能源。

在航行过程中，通过来自于控制器的直接I/O控制信号，变频器始终处于运行状态。当舵机未达到目标位置时，来自于控制器的Profibus-DP总线控制信号给定最高限制速度值，变频器转矩控制信号也来自操舵控制器，使舵机尽快达到目标位置。当舵机达到目标位置时，来自于控制器的Profibus-DP总线控制信号给定零速速度值，变频器转矩控制信号来自力矩传感器，方向和力矩传感器所受力矩方向相反，变频器实时输出一个和舵机所受力矩大小相等、方向相反的力矩，但是旋转速度保持为零，舵受力保持平衡，从而使舵保持在目标位置。

本实用新型不需要复杂的操舵控制器，不需要机械抱闸机构，就既能在舵机未转到目标位置时，高速向目标位置移动，又能够在舵机达到目标位置时，自动保持该位置，大大简化了舵机机构。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

    附图为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

附图中，一种无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置，由主船用变频器1以及与其相连的主变频电机5、辅助船用变频器8以及与其相连的辅助变频电机9、舵机机械装置4、力矩传感器3、模拟信号分线器10组成，其中，舵机机械装置4分别和变频电机5、变频电机9硬链接；力矩传感器3位于舵机机械装置4和变频电机5的硬链接上，述力矩传感器3通过模拟信号分线器10分别与主船用变频器1和辅助船用变频器8链接。

主船用变频器1和转辅助船用变频器8分别设置有矩给定信号端2、Profibus-DP总线信号端 6、直接I/O信号(7。

电动舵机的传动机构采用行星滚珠丝杠式。力矩传感器安装在丝杠上。

本实施案例中，变频器有两套、变频电机也有两套，每套都能单独驱动舵机，另一套作为备用，也两套共同驱动舵机装置。