[发明专利]一种具有吊舱式电力推进系统的科考船

说明书

本发明公开了一种具有吊舱式电力推进系统的科考船，所述船体的船尾下方处设置有一与功率输出控制系统连接的内部具有同步电动机的吊舱式推进器，在吊舱壳体外部设置有与同步电动机的转轴同轴连接的螺旋桨，所述桨毂上设置有用于驱动桨叶沿桨毂直径方向向外伸出的伸缩机构，以及驱动该伸缩机构动作的动力机构。还包括用于实时监测螺旋桨转速根据船体实际航速的需要驱动伸缩机构控制桨叶伸缩量。本发明能够改变螺旋桨的直径来改变螺旋桨的推进力，不但降低了电力成本，而且延长了电力推进系统整体的使用寿命，避免了空泡现象的发生。使螺旋桨的有效直径和螺旋桨盘面积改变，从而改变螺旋桨推力的大小，实现了螺旋桨推力连续变化，节约更多能源。

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种具有吊舱式电力推进系统的科考船。

背景技术

吊舱式电力推进系统，全称是“永磁电机吊舱式全回转无舵桨电力推进系统”。它的推进电机不在船体中而是在水下，与螺旋桨做成一体，也没有船舵。整个吊舱式推进器可以水平方向旋转360°，就像现代军用飞机发动机使用矢量喷口一样，可以通过旋转吊舱的方向来调整航行方向，不仅可以自如地前进、后退，还能够完成“横移”和“原地回转”等各种“高难度动作”，极大地提高了船舶的操纵性和机动性。这种推进方式由于没有任何机械传动的能量损耗，所以能量转换效率很高。此外，这种推进系统还有几大好处，比如节省船舱空间、机动灵活性和可操控性强、能够明显降低船舶的振动噪声等。取消了尾轴、尾侧推器、舵机系统等，不需专门的冷却系统，从而节省了舱容，简化了安装。空间配置灵活，可以在机舱整个空间内立体布置，既方便灵活，又充分利用了机舱舱容，为船体设计，尤其是船尾和集控室部分的设计提供了很大的灵活性。从消防和安全性方面考虑，还可以把发电机分成几组(如全船共有6台发电机的情况下，可以分成3台1组)布置在不同的舱室中。根据需要决定并入电网的发电机台数，使每台机组都能工作在比较理想的负荷下，这样不仅对柴油机的良好燃烧和使用重油有好处，而且可以减少维修保养工作和降低备件费用。吊舱式电力推进系统可以采用“双机双桨”的模式，在船尾下方，并列地装着两套吊舱式推进器。它的最大好处是船只操控起来很灵活，同时安全性也更好，如果其中一个螺旋桨坏了，还可以使用另一个进行工作。

CN 202320761U公开了一种吊舱式船舶电力推进系统装置，其包括驾控台、机旁台和船体控制装置，所述驾控台通过DP总线与机旁台相连接，所述机旁台与船体控制装置相连接，所述机旁台安装在吊舱一侧。CN 103387043A公开了一种船舶电力推进系统，即本系统驾驶操作控制模块由速度给定装置、驾驶台控制器通过现场总线提供调速控制模块的调速控制装置控制信号，并控制信息在显示单元显示；机舱操作控制模块由机舱就地控制器通过现场总线提供调速控制模块的调速控制装置控制信号，并控制信息在指示单元显示；调速控制模块由调速控制装置通过调速执行器控制磁力耦合器；动力推进模块由转向控制器、电动机、推进装置和速度传感器构成，电动机通过磁力耦合器连接推进装置，速度传感器检测转速并反馈至调速控制装置。CN 107918378A涉及一种船舶电力推进监控装置及方法，装置包括监测装置和控制装置，采集供电系统和电力推进系统设备的状态并控制电力推进系统设备的运行，监测装置由工业计算机和高级语言编写的应用程序组成，控制装置由安全控制装置和主控制装置两部分组成；系统运行时，安全控制装置采集供电系统和电力推进系统设备的重要保护信号来确定系统的保护功能，主控制装置采集设备运行信号并依据控制逻辑控制系统的正常运行，监测装置采集控制装置的信号通过友好的界面显示系统的数据、报警、报表和趋势，通过界面回放功能帮助船员分析异常。

上述的吊舱式船舶电力推进系统，使电动机与推进装置柔性连接，方便实现负载转速、扭矩的调整，避免震动传递、噪音叠加，提高部件的使用寿命，降低系统维护成本，保证系统平稳运行。与常规舵桨结构的推进器相比，正是由于吊舱式电力推进系统诸多的优越性，吊舱式电力推进方式具有广泛的应用前景，因此在船舶电力推进领域方面，已经处于主导地位，成为了船舶电力推进领域一个主要的研发方向，无论从技术上还是在市场方面，都成为了船舶推进的发展方向之一。