一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種金槍魚延繩釣船，具體地說，是一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián) 式油電混合動(dòng)力設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著中國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)的發(fā)展，金槍魚延繩釣漁業(yè)在我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)中所占的比重逐漸 增加，金槍魚屬于大洋性回游魚類，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，市場(chǎng)前景廣闊，金槍魚延繩釣漁船是遠(yuǎn)洋 漁業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。
[0003] 金槍魚延繩釣船是一種專門用于捕撈深海金槍魚的漁船，在起繩作業(yè)工況下，金 槍魚延繩釣船作業(yè)時(shí)間超過10小時(shí)，且航速較低，一般在3-6節(jié)，如果以此來(lái)設(shè)計(jì)航速，則 無(wú)法滿足快速尋找并奔赴漁場(chǎng)要求。從推進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，尋求一種既能充 分發(fā)揮金槍魚延繩釣船的優(yōu)勢(shì)、又能有效降低油耗和排放的方法，已經(jīng)成為人們所共同關(guān) 注的問題。
[0004] 現(xiàn)有的金槍魚延繩釣船一般采用可調(diào)槳裝置或定距槳裝置或全電力推進(jìn)系統(tǒng)裝 置?？烧{(diào)槳裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以保持穩(wěn)定，但是運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)下推進(jìn)效率較低、 油耗較大，價(jià)格昂貴，裝置復(fù)雜，金槍魚延繩釣作業(yè)屬于遠(yuǎn)洋捕撈，維修保養(yǎng)難度較大；定距 槳裝置是螺旋槳固定，如若改變航速需要靠柴油機(jī)與減速箱來(lái)調(diào)節(jié)，因此，漁船在起繩作業(yè) 工況下，柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅效率低，而且油耗高，會(huì)對(duì)柴油機(jī)造成損害；全電力推 進(jìn)系統(tǒng)需滿足金槍魚延繩釣船的全速航行工況，必須配備大功率的電動(dòng)機(jī)，因此電動(dòng)機(jī)體 積較大，占用漁船空間，且在較小船艙的金槍魚延繩釣船內(nèi)難以合理規(guī)劃布置。
[0005] 因此，亟需一種可以使金槍魚延繩釣船的柴油機(jī)穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近的系統(tǒng) 裝置，這樣燃油經(jīng)濟(jì)性較高，并可以減少污染物的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式 油電混合動(dòng)力設(shè)備。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：
[0008] 一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè) 備包括：柴油機(jī)、動(dòng)力分配器、蓄電池、電動(dòng)機(jī)、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳，所述的柴油機(jī) 與動(dòng)力分配器通過第一磁力聯(lián)軸器同軸連接，所述的動(dòng)力分配器分別與第二磁力聯(lián)軸器、 永磁發(fā)電機(jī)連接，所述的第二磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述的永磁發(fā)電機(jī)與蓄電池相連 接，蓄電池與電動(dòng)機(jī)連接，所述的電動(dòng)機(jī)通過第三磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述的齒輪箱 與螺旋槳連接，所述的模糊控制器分別與柴油機(jī)、蓄電池、電動(dòng)機(jī)連接。
[0009] 所述的柴油機(jī)上設(shè)有第一傳感器和工作電磁閥，所述的電動(dòng)機(jī)上設(shè)有第二傳感 器，所述的模糊控制器上設(shè)有兩個(gè)輸出端口和三個(gè)輸入端口，所述的輸出端口分別與工作 電磁閥、蓄電池連接，所述的輸入端口分別與第一傳感器、第二傳感器、蓄電池連接。
[0010] 所述的齒輪箱設(shè)有第一齒輪輪系、第二齒輪輪系和第三齒輪輪系，所述的第一齒 輪輪系與第二磁力聯(lián)軸器相連接，所述的第二齒輪輪系與螺旋槳相連接，所述的第三齒輪 輪系與第三磁力聯(lián)軸器相連接。
[0011] 所述的磁力聯(lián)軸器包括銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子，所述的銅轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸連接，所述的 永磁轉(zhuǎn)子與負(fù)載軸連接。
[0012] 本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于：
[0013] 1、本實(shí)用新型是一種金槍魚延繩釣船的新型動(dòng)力推進(jìn)方式，通過模糊控制器合理 選擇分配柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，可以滿足全速航行工況、投繩工況、起繩工況 的不同動(dòng)力需求，使柴油機(jī)能夠穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了污 染。
[0014] 2、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩反應(yīng)迅速、波動(dòng)小，有較寬的調(diào)速范圍，低速時(shí)能夠輸出較大的轉(zhuǎn) 矩，具有較大的過載系數(shù)，工作效率高、穩(wěn)定性好，提高了捕撈作業(yè)的機(jī)動(dòng)性能。
[0015] 3、本實(shí)用新型采用磁性聯(lián)軸節(jié)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提升了混合動(dòng)力設(shè)備的傳動(dòng)性能， 降低了功耗損失。
【附圖說明】
[0016] 附圖1是本實(shí)用新型一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 附圖2是磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 附圖3是模糊控制器的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0020] 附圖中涉及的附圖標(biāo)記和組成部分如下所示：
[0021] L柴油機(jī) 11.第一傳感器
[0022] 12.工作電磁閥 2.動(dòng)力分配器
[0023] 3.齒輪箱 31.第一齒輪輪系
[0024] 32.第二齒輪輪系 33.第三齒輪輪系
[0025] 41.第一磁力聯(lián)軸器 42.第二磁力聯(lián)軸器
[0026] 43.第三磁力聯(lián)軸器 401.驅(qū)動(dòng)軸
[0027] 402.銅轉(zhuǎn)子 403.永磁轉(zhuǎn)子
[0028] 404.負(fù)載軸 5.永磁發(fā)電機(jī)
[0029] 6.蓄電池 7.電動(dòng)機(jī)
[0030] 71.第二傳感器 8.模糊控制器
[0031] 9.螺旋槳。
[0032] 實(shí)施例
[0033] 請(qǐng)參看圖1，圖1是本實(shí)用新型一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備 的結(jié)構(gòu)圖。所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備包括：柴油機(jī)1、動(dòng)力分配器2、蓄電池6、電動(dòng) 機(jī)7、模糊控制器8、齒輪箱3和螺旋槳9,所述的柴油機(jī)1與動(dòng)力分配器2通過第一磁力聯(lián) 軸器41同軸連接，所述的動(dòng)力分配器2分別與第二磁力聯(lián)軸器42、永磁發(fā)電機(jī)5連接，所述 的第二磁力聯(lián)軸器42與齒輪箱3連接，所述的永磁發(fā)電機(jī)5與蓄電池6相連接，蓄電池6 與電動(dòng)機(jī)7連接，所述的電動(dòng)機(jī)7通過第三磁力聯(lián)軸器43與齒輪箱3連接，所述的齒輪箱 3設(shè)有第一齒輪輪系31、第二齒輪輪系32和第三齒輪輪系33,所述的第一齒輪輪系31與 第二磁力聯(lián)軸器42相連接，所述的第二齒輪輪系32與螺旋槳9相連接，所述的第三齒輪輪 系33與第三磁力聯(lián)軸器43相連接，所述的模糊控制器8上設(shè)有兩個(gè)輸出端口和三個(gè)輸入 端口，所述的柴油機(jī)1上設(shè)有第一傳感器11和工作電磁閥12,所述的電動(dòng)機(jī)7上設(shè)有第二 傳感器71，所述的輸出端口分別與工作電磁閥12、蓄電池6連接，所述的輸入端口分別與第 一傳感器11、第二傳感器71、蓄電池6連接。
[0034] 請(qǐng)參看圖2,圖2是磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖，所述的磁力聯(lián)軸器包括銅轉(zhuǎn)子402和永 磁轉(zhuǎn)子403,所述的銅轉(zhuǎn)子402與驅(qū)動(dòng)軸401連接，所述的永磁轉(zhuǎn)子403與負(fù)載軸404連接。
[0035] 請(qǐng)參看圖3,圖3是模糊控制器的控制框圖。當(dāng)所述的混合動(dòng)力設(shè)備工作時(shí)，所述 的模糊控制器8的三個(gè)輸入端口采集三個(gè)數(shù)據(jù)：工況需求轉(zhuǎn)矩與柴油機(jī)1轉(zhuǎn)矩的差值、蓄電 池6的荷電狀態(tài)SOC和電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)速。將漁船當(dāng)前工況需求轉(zhuǎn)矩與柴油機(jī)1輸出轉(zhuǎn)矩的差 值、蓄電池6的荷電狀態(tài)SOC和電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)速作為模糊控制器8的輸入信號(hào)，經(jīng)過模糊控制 量化、模糊化、隸屬函數(shù)設(shè)計(jì)、模糊規(guī)則制定、解模糊等步驟得出柴油機(jī)1轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)和 電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，然后將兩個(gè)輸出信號(hào)分別輸出到柴油機(jī)1上的工作電磁閥12和蓄 電池6,由工作電磁閥12控制柴油機(jī)1的油門開度，由蓄電池6控制輸出電壓，從而分別控 制柴油機(jī)1和電動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)矩。
[0036] 模糊控制器8的輸入信號(hào)需要進(jìn)行尺度量化，將其變換到論域范圍內(nèi)，量化后的 值作為模糊控制器8的信號(hào)輸入，經(jīng)過模糊控制系統(tǒng)得到的輸出信號(hào)同樣經(jīng)過尺度量化， 量化后的值作為模糊控制器的輸出。所述的模糊控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的論域劃分 為多個(gè)模糊子集，模糊控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的隸屬函數(shù)均采用三角形隸屬函數(shù)。 輸入信號(hào)由漁船當(dāng)前工況所需實(shí)際轉(zhuǎn)矩與柴油機(jī)1輸出轉(zhuǎn)矩的差值△ T、蓄電池6的荷電狀 態(tài)SOC和電動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速N組成，因此需要把Δ T、SOC、N進(jìn)行量化。
[0037] (1)模糊控制器輸入量確定與計(jì)算
[0038] 模糊控制器的輸入變量為Δ T、SOC、N，模糊控制器的輸出變量為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩系 數(shù)K。
[0039] Λ T :動(dòng)力耦合處整船需求轉(zhuǎn)矩與當(dāng)前柴油機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩差值；
[0040] SOC :蓄電池的荷電狀態(tài)值；
[0041] N :電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0042] 漁船工況需求轉(zhuǎn)矩與柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩的差值ΔΤ為：ΛΤ = Ty-Tc^ Τγ是漁船工況需 求轉(zhuǎn)矩，Ttl是柴油機(jī)矩值。為了使模糊控制器通用化，令
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述的混聯(lián)式油電 混合動(dòng)力設(shè)備包括：柴油機(jī)、動(dòng)力分配器、蓄電池、電動(dòng)機(jī)、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳，所 述的柴油機(jī)與動(dòng)力分配器通過第一磁力聯(lián)軸器同軸連接，所述的動(dòng)力分配器分別與第二磁 力聯(lián)軸器、永磁發(fā)電機(jī)連接，所述的第二磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述的永磁發(fā)電機(jī)與蓄 電池相連接，蓄電池與電動(dòng)機(jī)連接，所述的電動(dòng)機(jī)通過第三磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述 的齒輪箱與螺旋槳連接，所述的模糊控制器分別與柴油機(jī)、蓄電池、電動(dòng)機(jī)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述的柴油機(jī)上設(shè) 有第一傳感器和工作電磁閥，所述的電動(dòng)機(jī)上設(shè)有第二傳感器，所述的模糊控制器上設(shè)有 兩個(gè)輸出端口和三個(gè)輸入端口，所述的輸出端口分別與工作電磁閥、蓄電池連接，所述的輸 入端口分別與第一傳感器、第二傳感器、蓄電池連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述的齒輪箱設(shè)有 第一齒輪輪系、第二齒輪輪系和第三齒輪輪系，所述的第一齒輪輪系與第二磁力聯(lián)軸器相 連接，所述的第二齒輪輪系與螺旋槳相連接，所述的第三齒輪輪系與第三磁力聯(lián)軸器相連 接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述的磁力聯(lián)軸器 包括銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子，所述的銅轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸連接，所述的永磁轉(zhuǎn)子與負(fù)載軸連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備，所述的混聯(lián)式油電混合動(dòng)力設(shè)備包括：柴油機(jī)、動(dòng)力分配器、蓄電池、電動(dòng)機(jī)、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳。其優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型通過模糊控制器，合理選擇分配柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，可以滿足全速航行工況、投繩工況、起繩工況的不同動(dòng)力需求，使柴油機(jī)能夠穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了污染；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩反應(yīng)迅速、波動(dòng)小，有較寬的調(diào)速范圍，低速時(shí)能夠輸出較大的轉(zhuǎn)矩，具有較大的過載系數(shù)，工作效率高、穩(wěn)定性好，提高了捕撈作業(yè)的機(jī)動(dòng)性能；本實(shí)用新型采用磁性聯(lián)軸節(jié)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提升了混合動(dòng)力設(shè)備的傳動(dòng)性能，降低了功耗損失。
【IPC分類】B63H21-14, B63H21-17
【公開號(hào)】CN204587284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520168544
【發(fā)明人】王永鼎, 田晨曦, 盧好陽(yáng), 沙鋒
【申請(qǐng)人】上海海洋大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日