船舶推进系统的制作方法

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1.本发明涉及但不限于船舶技术领域，尤其涉及一种船舶推进系统。

背景技术：

2.常见的船舶推进系统主要有柴油推进系统、蒸汽轮机推进系统、燃气轮机推进系统这几种类型，常见的船舶推进系统包括齿轮箱、加速装置、减速装置、离合器等装置，占据了船舶的大量空间，限制了船舶的可操作空间。

技术实现要素：

3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
4.本发明实施例提供了一种船舶推进系统，能够有效节省船舶的可操作空间。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种船舶推进系统，包括：
6.永磁发电机；
7.发动机，所述发动机与所述永磁发电机相连接，所述发动机用于驱动所述永磁发电机；
8.发电机控制器，所述发电机控制器通过第一变频器与所述永磁发电机相连接；
9.推进器；
10.推进器驱动装置，所述推进器驱动装置分别与所述发电机控制器和所述推进器相连接；
11.控制处理模块，所述控制处理模块分别与所述发电机控制器和所述推进器驱动装置相连接。
12.根据本发明第一方面实施例的船舶推进系统，至少具有如下有益效果：本技术实施例的船舶推进系统包括：永磁发电机；发动机，所述发动机与所述永磁发电机相连接，所述发动机用于驱动所述永磁发电机；发电机控制器，所述发电机控制器通过第一变频器与所述永磁发电机相连接；推进器；推进器驱动装置，所述推进器驱动装置分别与所述发电机控制器和所述推进器相连接；控制处理模块，所述控制处理模块分别与所述发电机控制器和所述推进器驱动装置相连接。根据本发明的技术方案，通过永磁发电机驱动推进器驱动装置，由推进器驱动装置直接驱动推进器，无需齿轮箱、加速装置、减速装置、离合器等装置，与传统的柴油推进系统、蒸汽轮机推进系统、燃气轮机推进系统等推进系统相比，大大节省了船舶的可操作空间，节约能源提高效率。
13.根据本发明第一方面的一些实施例，所述推进器驱动装置包括：
14.第二变频器，所述第二变频器分别与所述控制处理模块和所述发电机控制器相连接；
15.直驱电机，所述直驱电机分别与所述第二变频器相连接和所述推进器相连接。
16.根据本发明第一方面的一些实施例，所述直驱电机与所述永磁发电机电连接。
17.根据本发明第一方面的一些实施例，船舶推进系统还包括：
18.可充电电池，所述可充电电池与所述推进器驱动装置相连接；
19.外接电源端口，所述外接电源端口与所述可充电电池电连接，所述外接电源端口用于连接外接电源。
20.根据本发明第一方面的一些实施例，所述可充电电池与所述永磁发电机电连接。
21.根据本发明第一方面的一些实施例，船舶推进系统还包括：
22.航行数据获取模块，所述航行数据获取模块与所述控制处理模块相连接，所述航行数据获取模块用于获取航行数据并发送至所述控制处理模块；
23.其中，所述控制处理模块用于根据所述航行数据向所述推进器驱动装置发送驱动信号，以使所述推进器驱动装置驱动所述推进器。
24.根据本发明第一方面的一些实施例，所述航行数据至少包括如下之一：
25.航行速度；
26.气象信息；
27.船舶位置信息。
28.根据本发明第一方面的一些实施例，所述控制处理模块包括航行告警模块，所述航行告警模块用于检测存在异常的所述航行数据，并输出告警信息。
29.根据本发明第一方面的一些实施例，所述发动机为液化天然气发动机。
30.根据本发明第一方面的一些实施例，直驱电机为永磁同步电机。
31.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
32.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
33.图1是本发明一个实施例提供的船舶推进系统的模块示意图；
34.图2是本发明另一个实施例提供的船舶推进系统的模块示意图；
35.图3是本发明另一个实施例提供的船舶推进系统的模块示意图。
36.附图标记说明：
37.船舶推进系统100；发动机110；永磁发电机120；第一变频器130；发电机控制器140；推进器驱动装置150；直驱电机151；第二变频器152；推进器160；控制处理模块170；航行告警模块171；可充电电池180；外接电源端口181；航行数据获取模块190。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简
化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
41.本发明实施例提供了一种船舶推进系统，该船舶推进系统包括：永磁发电机；发动机，发动机与永磁发电机相连接，发动机用于驱动永磁发电机；发电机控制器，发电机控制器通过第一变频器与永磁发电机相连接；推进器；推进器驱动装置，推进器驱动装置分别与发电机控制器和推进器相连接；控制处理模块，控制处理模块分别与发电机控制器和推进器驱动装置相连接。根据本发明的技术方案，通过永磁发电机驱动推进器驱动装置，由推进器驱动装置直接驱动推进器，无需齿轮箱、加速装置、减速装置、离合器等装置，与传统的柴油推进系统、蒸汽轮机推进系统、燃气轮机推进系统等推进系统相比，大大节省了船舶的可操作空间，节约能源提高效率。
42.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
43.下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
44.参考图1，图1是本发明一个实施例提供的船舶推进系统100的模块示意图，本发明的实施例提供了一种船舶推进系统100，包括：
45.永磁发电机120；
46.发动机110，发动机110与永磁发电机120相连接，发动机110用于驱动永磁发电机120；
47.发电机控制器140，发电机控制器140通过第一变频器130与永磁发电机120相连接；
48.推进器160；
49.推进器160驱动装置150，推进器160驱动装置150分别与发电机控制器140和推进器160相连接；
50.控制处理模块170，控制处理模块170分别与发电机控制器140和推进器160驱动装置150相连接。
51.可以理解的是，永磁发电机120是指由热能转变的机械能转化为电能的发电装置，永磁发电机120在发动机110的驱动下发电，从而为发电机控制器140、控制处理模块170和推进器160驱动装置150供电，在推进器160驱动装置150接收到来自控制处理模块170的驱动指令，控制驱动推进器160，以实现船舶的行驶。
52.需要说明的是本技术实施例并不限制永磁发电机120的具体型号以及发电功率参数，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
53.需要说明的是，本技术实施例并不限制推进器160的具体结构，可以是螺旋桨，本技术实施例同样也不限制推进器160的数量，本领域技术人员可以根据实际需求进行调整，可以是如图2所示，推进器160数量为二，当推进器160为螺旋桨，双桨推进的船舶可以通过一桨正转另一桨反转的方式来使得船舶原地调头。
54.可以理解的是，发电机控制器140通过第一变频器130与永磁发电机120相连接，实现通过永磁发电机120驱动推进器160驱动装置150，由于变频器输出效率低，可以不需要齿轮减速由推进器160驱动装置150直接驱动推进器160，无需齿轮箱、加速装置、减速装置和离合器，免却齿轮箱的效率损耗，节省运行成本，并且没有齿轮箱等漏油和磨损风险，后期维护方便，与传统的柴油推进系统、蒸汽轮机推进系统、燃气轮机推进系统相比，本技术技术方案大大节省了可操作空间，这些节省了的空间也可以用来增加船仓的数量。
55.需要说明的是，本技术实施例并不限制第一变频器130的具体种类，可以是直流变频器、交流电压型变频器、交流电流型变频器等，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
56.需要说明的是，本技术实施例并不限制发电机控制器140与推进器160驱动装置150之间的连接方式，可以是采用直流并网技术实现电气连接，从而使得永磁发电机120在任何转速情况都可以向直驱电机151提供电能。
57.需要说明的是，本技术实施例并不限制船舶推进系统100的使用方式，可以整船单独通过一个船舶推进系统100实现推进行驶，或者是多个船舶推进系统100并联整合至船舶，进行推进船舶行驶，本领域技术人员可以根据实际情况选择。
58.参考图1和图2，推进器160驱动装置150包括：
59.第二变频器152，第二变频器152分别与控制处理模块170和发电机控制器140相连接；
60.直驱电机151，直驱电机151分别与第二变频器152相连接和推进器160相连接。
61.需要说明的是，参考上述实施例，本技术实施例并不限制第二变频器152的具体种类，可以是直流变频器、交流电压型变频器、交流电流型变频器等，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
62.需要说明的是，参考图1，直驱电机151还可以通过与永磁发电机电连接，实现永磁发电机120直供直驱电机151。
63.需要说明的是，本技术实施例并不限制直驱电机151的具体种类，可以是直驱电机或永磁同步电机，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
64.需要说明的是，本技术实施例并不对连接于推进器160驱动装置150的发电机控制器140的具体数量、连接于发电机控制器140的永磁发电机120的具体数量、发动机110的具体数量以及直驱电机151的具体数量做限制，同时不对直驱电机151所连接的发电机控制器140的缩量做限制，可以如图2所示的模块连接方式以及模块的数量配置，具体根据实际需求和船体大小确定，并将永磁发电机120并联控制，可根据实际使用情况来决定永磁发电机120和直驱电机151的工作数量。例如船舶推进系统100安装了四台永磁发电机120和六台直驱电机151，在巡航速度下和进入港口时关闭其中的两台永磁发电机120和四台直驱电机151，而在高速前进或满载运行，需要大马力推进时，可同时启动所有的永磁发电机120和直驱电机151，这样不但提高船舶的灵活性，亦可大大节约能源。
65.可以理解的是，以往传统的船舶推进系统100在进入港口时，往往是使用减速到空挡再到反转，如此反复的一套动作来控制船的速度，这样对发动机110和传动系统是非常不利的，本实施例的船舶推进系统100可以在保证扭矩的前提下，低速运转，甚至低至几转/分钟，操作者只需操作操纵手柄，给定对应的模拟量到第一变频器130，第一变频器130将模拟
量快速响应到直驱电机151体现，这样不论操作者在任何场合下想快速改变行进速度或倒车也是很轻易的。
66.参考图3，本技术实施例的船舶推进系统100还包括：
67.可充电电池180，可充电电池180与推进器160驱动装置150相连接；
68.外接电源端口181，外接电源端口181与可充电电池180电连接，外接电源端口181用于连接外接电源。
69.可以理解的是，由于可充电电池180与外接电源端口181相连接，当外接电源端口181连接外接电源，能够实现为可充电电池180充电，并且为推进器160驱动装置150增加可充电电池180作为供电电源，可以通过可充电电池180的高放电倍数实现驱动推进器160的超功率推进运行，遇到紧急情况可以快速的驶离；动力电池实现到岸插电充电后，实现降低船舶运行成本；若船舶处于停航状态小功率用电时候无需开启发动机，直接电池取电，大大节省能源；船舶需要静默航行时候可以单靠电池提供能源航行；可以理解的是，由于船舶推进系统100应用于船舶，可充电电池除了可以为推进器驱动装置150供电，还可以供整船的辅助电器用电。
70.可以理解的是，本技术实施例并不限制可充电电池180的具体电池类型，可以是磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池耐高温，安全性较高，使用寿命较长，能够有效降低船舶推进系统100的维修成本，以及更好地维护船舶推进系统100的安全性；还可以是储能离子电池、镍氢电池等，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
71.参考图1，可充电电池180与永磁发电机120电连接，可以理解的是，与永磁发电机120电连接的可充电电池180可以通过永磁发电机120进行充电，为可充电电池180提供了更多的供电方式。
72.参考图1，本技术实施例的船舶推进系统100还包括：
73.航行数据获取模块190，航行数据获取模块190与控制处理模块170相连接，航行数据获取模块190用于获取航行数据并发送至控制处理模块170；
74.其中，控制处理模块170用于根据航行数据向推进器160驱动装置150发送驱动信号，以使推进器160驱动装置150驱动推进器160。
75.在一实施例中，航行数据至少包括如下之一：
76.航行速度；
77.气象信息；
78.船舶位置信息。
79.可以理解的是，航行数据获取模块190通过获取航行速度、气象信息、船舶位置信息等航行数据能够使得船舶操作员根据航行数据更好的判断当前船舶的行驶情况，更准确地通过控制器下发驱动指令，从而控制推进器160实现安全航行；或者控制器接收到航行数据后可以根据预先设定好的规则，自动选取合适的航行策略生成驱动指令，下发至推进器160驱动装置150以控制推进器160航行。需要说明的是，该示例仅用于说明硬件结构能够实现的操作，而并非方法改进。
80.参考图1，在一实施例中，控制处理模块170包括航行告警模块171，航行告警模块171用于检测存在异常的航行数据，并输出告警信息。
81.可以理解的是，控制处理模块170设置有航行告警模块171，能够实时监测航行数
据获取模块190获取到的航行数据，当航行数据存在异常，例如航行速度过快、位置偏航等，能够及时发出告警信息，以使船舶操作员能够及时调整船舶的航行轨迹，保证船舶的安全行驶。需要说明的是，该示例仅用于说明硬件结构能够实现的操作，而并非方法改进。
82.在本技术一实施例中，发动机110为液化天然气发动机。
83.可以理解的是，液化天然气发动机具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长，燃料费用低，环保性能好等优点，从而能够降低维修成本。
84.需要说明的是，本技术实施例并不限制发动机110的具体种类，还可以是柴油发动机，汽油发动机等，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
85.在本技术一实施例中，直驱电机151为永磁同步电机。
86.需要说明的是，本技术实施例并不限制直驱电机151的具体种类，还可以是直驱电机、异步电动机等，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
87.可以理解的是，永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好，从而很好地驱动推进器160。
88.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种船舶推进系统，其特征在于，包括：永磁发电机；发动机，所述发动机与所述永磁发电机相连接，所述发动机用于驱动所述永磁发电机；发电机控制器，所述发电机控制器通过第一变频器与所述永磁发电机相连接；推进器；推进器驱动装置，所述推进器驱动装置分别与所述发电机控制器和所述推进器相连接；控制处理模块，所述控制处理模块分别与所述发电机控制器和所述推进器驱动装置相连接。2.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，所述推进器驱动装置包括：第二变频器，所述第二变频器分别与所述控制处理模块和所述发电机控制器相连接；直驱电机，所述直驱电机分别与所述第二变频器相连接和所述推进器相连接。3.根据权利要求2所述的船舶推进系统，其特征在于，所述直驱电机与所述永磁发电机电连接。4.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，还包括：可充电电池，所述可充电电池与所述推进器驱动装置相连接；外接电源端口，所述外接电源端口与所述可充电电池电连接，所述外接电源端口用于连接外接电源。5.根据权利要求4所述的船舶推进系统，其特征在于，所述可充电电池与所述永磁发电机电连接。6.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，还包括：航行数据获取模块，所述航行数据获取模块与所述控制处理模块相连接，所述航行数据获取模块用于获取航行数据并发送至所述控制处理模块；其中，所述控制处理模块用于根据所述航行数据向所述推进器驱动装置发送驱动信号，以使所述推进器驱动装置驱动所述推进器。7.根据权利要求6所述的船舶推进系统，其特征在于，所述航行数据至少包括如下之一：航行速度；气象信息；船舶位置信息。8.根据权利要求6所述的船舶推进系统，其特征在于，所述控制处理模块包括航行告警模块，所述航行告警模块用于检测存在异常的所述航行数据，并输出告警信息。9.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其特征在于，所述发动机为液化天然气发动机。10.根据权利要求2所述的船舶推进系统，其特征在于，直驱电机为永磁同步电机。

技术总结

本发明公开了一种船舶推进系统，包括：永磁发电机；发动机，所述发动机与所述永磁发电机相连接，所述发动机用于驱动所述永磁发电机；发电机控制器，所述发电机控制器通过第一变频器与所述永磁发电机相连接；推进器；推进器驱动装置，所述推进器驱动装置分别与所述发电机控制器和所述推进器相连接；控制处理模块，所述控制处理模块分别与所述发电机控制器和所述推进器驱动装置相连接。根据本发明的技术方案，通过永磁发电机驱动推进器驱动装置，由推进器驱动装置直接驱动推进器，无需齿轮箱、加速装置、减速装置、离合器等装置，与传统的推进系统相比，大大节省了船舶的可操作空间，节约能源提高效率。节约能源提高效率。节约能源提高效率。