復(fù)合傳動(dòng)型船舶恒頻軸帶發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶電站技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種以船舶主機(jī)為動(dòng)力源并可輸出恒定頻率和電壓的復(fù)合傳動(dòng)型船舶恒頻軸帶發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常船舶的動(dòng)力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)是由船用主機(jī)、主軸、變速箱及推進(jìn)螺旋槳等主要部件組成；電力系統(tǒng)通常是由數(shù)臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組組成船舶電站，為全船的電氣負(fù)載供電。船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)是由船舶主機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的供電裝置，利用船舶航行時(shí)的剩余功率進(jìn)行發(fā)電的一種發(fā)電形式。軸帶發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于提高船舶的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，減小碳排放等方面具有眾多好處，主要表現(xiàn)在:(I)船舶主機(jī)是采用重柴油作為主要燃料的動(dòng)力裝置，重柴油的價(jià)格成本較低；而船上的獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)采用的是輕柴油，輕柴油的價(jià)格比較高，成本大約是重柴油的一倍。船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)建立在船舶主機(jī)的動(dòng)力裝置上，這樣就省去了用輕柴油發(fā)電的船用輔助發(fā)電機(jī)組，用重油代替輕油產(chǎn)生機(jī)械能來(lái)發(fā)電，可以很大程度上節(jié)省船舶航行的燃料成本。(2)船用主機(jī)的額定功率通常配置10~15%的后備功率，軸帶發(fā)電系統(tǒng)的額定功率一般為船舶主機(jī)的10%左右。在載重量較小、經(jīng)濟(jì)巡航、低速航行等工況下，往往船用主機(jī)的實(shí)際功率較小，長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，主機(jī)的效率很低，燃油經(jīng)濟(jì)性差，造成能源浪費(fèi)。軸帶發(fā)電系統(tǒng)載荷直接施加與船舶主機(jī)，可以充分利用主機(jī)后備功率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性。(3)軸帶發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，可以減小或完全取消獨(dú)立柴油發(fā)電機(jī)組，因此還可以減小船舶維修和保養(yǎng)的費(fèi)用，提高整船的可靠性。
[0003]由于以上船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢(shì)，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，大型船舶上已經(jīng)逐漸配備船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)。特別是遠(yuǎn)洋船舶、特種作業(yè)船舶及遠(yuǎn)海漁船等，為了船舶的航行安全和便于作業(yè)，迫切需要配置該系統(tǒng)。軸帶發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)難點(diǎn)在于船舶行駛時(shí)主軸轉(zhuǎn)速的變化會(huì)對(duì)軸帶發(fā)電機(jī)的輸出頻率產(chǎn)生直接影響。在這種情況下，要獲得頻率恒定的交流電源，軸帶發(fā)電系統(tǒng)就必須具有轉(zhuǎn)速或頻率補(bǔ)償?shù)哪芰Α?br>[0004]隨著我國(guó)船舶工業(yè)的發(fā)展，中小噸位的各類船舶應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著船舶功能的擴(kuò)展和乘員對(duì)舒適性要求的提高，船舶上的用電設(shè)備功率也越來(lái)越大，但是低成本、高性能的恒頻軸帶發(fā)電系統(tǒng)在中小噸位船舶上仍然沒(méi)有滿意的產(chǎn)品和解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種解決了非穩(wěn)頻直驅(qū)軸帶發(fā)電系統(tǒng)的低精度和使用限制問(wèn)題，也省掉了高成本的AC-DC-AC逆變系統(tǒng)，能夠輸出恒定頻率和電壓的復(fù)合傳動(dòng)型船舶恒頻軸帶發(fā)電裝置。
[0006]本實(shí)用新型可以通過(guò)以下措施達(dá)到:
[0007]—種復(fù)合傳動(dòng)型船舶恒頻軸帶發(fā)電裝置，其特征在于包括斷軸取力機(jī)構(gòu)、前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、動(dòng)力耦合器、以及發(fā)電機(jī)，其中所述斷軸取力機(jī)構(gòu)用于從船舶主機(jī)輸出軸取出動(dòng)力并將其分成兩部分，一部分采用機(jī)械傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力耦合器的一個(gè)輸入端，另一部分則經(jīng)過(guò)前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)經(jīng)兩次能量變換后驅(qū)動(dòng)動(dòng)力親合器的另一個(gè)輸入端；動(dòng)力親合器的輸出送入發(fā)電機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型還設(shè)有控制器，控制器分別與前/后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)相連接，其中控制器采集前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信息，并向其下達(dá)控制命令；發(fā)電機(jī)向控制器反饋其工作狀態(tài)信息。
[0009]本實(shí)用新型中所述前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可以是發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)或液壓泵/馬達(dá)，可四象限運(yùn)行或兩象限運(yùn)行，用于將能量在機(jī)械能和液壓能或電能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能在傳輸過(guò)程中的速度解耦。
[0010]本實(shí)用新型所述前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)與后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)之間還設(shè)有能量傳輸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的能量傳輸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)傳輸?shù)囊簤耗芑螂娔苓M(jìn)行調(diào)節(jié)并輸送，使動(dòng)力耦合器可以獲得適當(dāng)?shù)妮斎肽芰浚豢刂破饔糜趯?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前/后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、能量輸送調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，并同步輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)控制前、后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和能量輸送調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的恒頻恒壓電源輸出。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，同時(shí)采用機(jī)械傳動(dòng)和液壓(或電氣)傳動(dòng)兩種傳動(dòng)方式從船舶主機(jī)中取出動(dòng)力，復(fù)合后的動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了與船舶主機(jī)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的解耦，使系統(tǒng)能夠輸出恒壓恒頻的電源。動(dòng)力的直接機(jī)械傳動(dòng)部分保證了系統(tǒng)的高效率，動(dòng)力的液壓(或電氣)傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的解耦和發(fā)電機(jī)的恒壓恒頻輸出，具有低成本、高效率等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]【附圖說(shuō)明】:
[0013]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]附圖2是本實(shí)用新型采用液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)復(fù)合時(shí)的實(shí)施方式示意圖。
[0015]附圖3是本實(shí)用新型采用電氣傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)復(fù)合時(shí)的實(shí)施方式示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:船舶主發(fā)動(dòng)機(jī)1、斷軸取力機(jī)構(gòu)2、前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3、后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、動(dòng)力耦合器5、發(fā)電機(jī)6、控制器7、能量傳輸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8、變量液壓泵馬達(dá)9、變量液壓泵馬達(dá)10、流量壓力調(diào)節(jié)單元11、船舶齒輪箱12、電動(dòng)機(jī)13、電動(dòng)機(jī)14、AC/AC控制器15、船舶螺旋槳16、原船用傳動(dòng)箱17。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如附圖1所示，本實(shí)用新型直接以船舶主發(fā)動(dòng)機(jī)I為動(dòng)力源，在船舶主發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速不斷變化的情況下，實(shí)現(xiàn)恒頻發(fā)電，輸出恒壓恒頻電源，其中包括斷軸取力機(jī)構(gòu)2、前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3、后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、動(dòng)力耦合器5以及發(fā)電機(jī)6，其中所述斷軸取力機(jī)構(gòu)2用于從船舶主機(jī)I輸出軸取出動(dòng)力并將其分成兩部分，一部分采用機(jī)械傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力耦合器5的一個(gè)輸入端，另一部分則經(jīng)過(guò)前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3和后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4經(jīng)兩次能量變換后驅(qū)動(dòng)動(dòng)力耦合器5的另一個(gè)輸入端；動(dòng)力耦合器5的輸出送入發(fā)電機(jī)6。
[0020]本實(shí)用新型還設(shè)有控制器7，控制器7分別與前端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3、后端能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、發(fā)電機(jī)6相連接，其中控制器7采集前/后