一种智能型的船舶动力推进系统的制作方法

1.本发明涉及船舶动力技术领域，具体为一种智能型的船舶动力推进系统。


背景技术：

2.船舶动力源就是船舶主推进的系统，针对于船舶正常航行而言，船舶动力源安全可靠是基本的保证，无论是船员生命安全，还是财产安全都有关系，对于船舶推进系统安全可靠性的要求不断地提高，目前船舶电力推进系统具有较大的发展空间，电力推进系统为船舶启动提供了巨大的动力和能源，进而推动船舶在水面的运动，目前电力推进系统由于其拥有的优势，已被很多大型船舶采用，电力推进系统自动化程度较高，控制系统较为完善，从而促进我国造船业和航海行业的快速发展；
3.但是目前的电力推进系统，通过单一的单组发电机组进行发电，从而驱动推进系统推进航行，但是单组发电机组在出现故障时，使得船舶的推进系统造成瘫痪，使其运行造成影响，同时无法使船舶动力推进系统在出现故障时第一时间内及时进行维护和补救，并且目前的船舶动力推进系统在出现系统故障时，也无法在第一时间内及时的对系统故障进行分析和响应，从而使得故障在出现后，无法及时对故障信息进行应对，使得故障存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供一种智能型的船舶动力推进系统，可以有效解决上述背景技术中提出目前的电力推进系统，通过单一的单组发电机组进行发电，从而驱动推进系统推进航行，但是单组发电机组在出现故障时，使得船舶的推进系统造成瘫痪，使其运行造成影响，同时无法使船舶动力推进系统在出现故障时第一时间内及时进行维护和补救，并且目前的船舶动力推进系统在出现系统故障时，也无法在第一时间内及时的对系统故障进行分析和响应，从而使得故障在出现后，无法及时对故障信息进行应对，使得故障存在安全隐患的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能型的船舶动力推进系统，包括电力子系统、推进子系统和安全监控模块；
6.所述电力子系统包括发电机组模块、动力配电模块和电机变频模块，所述推进子系统包括动力推进模块和智能控制模块，所述安全监控模块包括报警响应单元和控制调配单元；
7.所述发电机组模块设置有两组，所述动力配电模块和电机变频模块调控两组发电机组模块的电力输出，所述动力推进模块设置有两组，所述智能控制模块将两组发电机组模块输出的电力经调控对应输送至两组动力推进模块，两组发电机组模块可单一运行和共同运行，两组动力推进模块可单一运行和共同运行。
8.根据上述技术方案，所述发电机组模块主要就是基于发电机构成的发电机组，一般使用柴油作为燃料，利用燃气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机作为驱动设备，通过驱动设备带动原动机驱动，从而带动发电机进行发电，采用直流发电机；
9.所述动力配电模块的主要作用是用于接收和分配发电机组模块所产出的船舶电能，可以控制发电机和电网，及时调整发电机，进行科学测量等，同时通过推进系统中不同的发电机总装机容，来选择不容电压级别的发电机和配电设备。
10.根据上述技术方案，所述电机变频模块电机变频器也是电力推进系统中比较常用的装置，主要分为电压源型变频器﹑循环变频器、电流源型变频器、直流变频器，主要采用电压源型变频器，而电机变频模块的主要作用是把满足要求的电流输送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的进行推进；
11.所述动力推进模块主要是一种基于电力的推进装置，主要为轴系螺旋桨推进器，轴系螺旋桨推进器利用变速电机作为驱动来源，将卧式电机连接到桨轴上，进行动力输出，轴系螺旋桨推进器的结构更简单和稳定。
12.根据上述技术方案，所述智能控制模块是船舶动力推进系统的核心部分，该控制系统包括推进遥控单元、功率管理单元和船舶管理单元；
13.所述推进遥控单元主要采用控制速度的方式控制推进器的运转，并使其转速和扭矩要控制在预定的范围内，所述功率管理单元主要是满足船舶实际运行的电能需求，实现对发电机组的实时监测，所述船舶管理单元主要是辅助船舶运转，可以实现手动控制和半自动控制，包括对各种阀门、暖通空调和承载货物的控制。
14.根据上述技术方案，所述报警响应单元主要用于对动力推进系统进行监控，并以文本、图形、图表、声光的形式告知用户该船舶动力推进系统的运行状态，所述报警响应单元包括数据采集子单元、数据处理子单元和智能响应子单元。
15.根据上述技术方案，所述数据采集子单元是指对船舶动力推进系统中的监控数据进行获取，监控数据的获取包括对电力子系统和推进子系统的故障信息进行获取；
16.在对电力子系统的故障信息进行获取时，主要对柴油发电机组的运行进行监控，当采集到柴油发电机组处于过载负荷的状态运转时，柴油发电机的机械效率逐渐下降，燃油消耗量逐渐增大，同时在数据采集子单元采集到发电机组出现气缸盖裂纹、气缸故障以及柴油机活塞和活塞环过度磨损的故障信息时，数据采集子单元及时将发电机组出现故障的信息输送至数据处理子单元。
17.根据上述技术方案，在对推进子系统的故障信息进行获取时，主要对动力推进模块的运行进行监控，其中包括对动力推进模块的传动结构和螺旋桨推进器进行故障监控，当数据采集子单元采集到动力推进模块的传动结构出现轴承磨损过度、齿轮磨损过度、离合器损坏、油泵和齿轮箱无法上油以及出现油路故障时，数据采集子单元会将其采集到的传动结构故障信息传输至数据处理子单元，当数据采集子单元采集到螺旋桨推进器出现桨叶断裂变形和桨叶腐蚀质量不一的现象时，并且在采集到螺旋桨推进器的传动轴出现密封圈磨损、轴承润滑故障时，数据采集子单元便会将螺旋桨推进器所出现的故障信息及时输送至数据处理子单元。
18.根据上述技术方案，所述数据处理子单元主要用于对数据采集子单元输送的故障信息进行分析和处理，具体是在数据采集子单元将其所采集到的电力子系统和推进子系统的故障信息输送至数据处理子单元后，数据处理子单元判断和确认电力子系统和推进子系统的故障信息主要发生在两组发电机组模块和两组动力推进模块中的具体位置，并判断电力子系统和推进子系统的故障信息发生在那一组发电机组模块和动力推进模块中，并且在
数据处理子单元确定故障信息后，将故障信息转换为输出信号输送至智能响应子单元。
19.根据上述技术方案，所述智能响应子单元用于对电力子系统和推进子系统的故障信息进行响应，在智能响应子单元接收到数据处理子单元发送的故障信息后，通过文本、图形、图表、声光的报警响应方式将电力子系统和推进子系统的故障信息及时传达至管理人员，便于对故障信息及时作出应对。
20.根据上述技术方案，所述控制调配单元主要用于对两组发电机组模块和动力推进模块进行调配运行，在智能响应子单元将船舶动力推进系统的故障信息进行报警响应处理后，智能响应子单元将故障信息传递至控制调配单元；
21.在检测到发电机组模块的柴油发电机的机械效率逐渐下降，燃油消耗量逐渐增大时，控制调配单元根据船舶对电能的需求进行估算，在船舶电量的需求较低时，就可以利用一组柴油发电机进行独立运行供电，在船舶电量的需求较高时，使用两组发电机组模块的共同运行来进行电能供应，通过控制调配单元的调配运行使两组发电机组模块进行可选择性的运行，从而使发电机组模块处于理想负荷工作状态；
22.在检测到发电机组模块出现气缸盖裂纹、气缸故障以及柴油机活塞和活塞环过度磨损的故障信息时，控制调配单元及时将存在故障信息的发电机组模块进行关停，从而使得具有故障的发电机组模块能够及时的方便对其进行维护和补救，从而使完好的发电机组模块能够即时投入到运行状态进行运行，避免对船舶的航运造成影响；
23.在检测到动力推进模块出现轴承磨损过度、齿轮磨损过度、离合器损坏、油泵和齿轮箱无法上油以及出现油路故障、桨叶断裂变形和桨叶腐蚀质量不一、传动轴出现密封圈磨损、轴承润滑故障时，通过控制调配单元的调配运行，将存在故障信息的动力推进模块进行关停，从而使得具有故障的动力推进模块能够及时的方便对其进行维护和补救，从而使完好的动力推进模块能够即时投入到运行状态进行运行，避免对船舶的航运造成影响。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果：
25.1、通过发电机组模块产生用以推进的电力能源，而动力推进模块借助电力能源推动船舶进行航行，而发电机组模块和动力推进模块均设置有两组，且两组发电机组模块和动力推进模块均可单独运行和共同运行，从而在船舶电量的需求较低时，就可以利用一组发电机组模块进行独立运行供电，在船舶电量的需求较高时，使用两组发电机组模块的共同运行来进行电能供应，通过控制调配单元的调配运行使两组发电机组模块进行可选择性的运行，从而使发电机组模块处于理想负荷工作状态，保证发电机组模块的稳定运行；
26.2、在检测到发电机组模块和动力推进模块出现故障信息时，通过控制调配单元及时将存在故障信息的发电机组模块和动力推进模块进行关停，使具有故障的发电机组模块和动力推进模块能够快速及时的对其进行维护和补救，并且能够使完好的发电机组模块和动力推进模块能够即时投入到运行状态进行运行，通过两组发电机组模块和两组动力推进模块的替换运行，保证了船舶运行的稳定性，避免对船舶的航运造成影响；
27.3、通过报警响应单元方便对船舶动力推进系统进行监控，同时对电力子系统和推进子系统的故障信息进行响应，并且在智能响应子单元接收到故障信息后，通过文本、图形、图表、声光的多种报警响应方式来将电力子系统和推进子系统的故障信息及时传达至管理人员，便于对故障信息及时作出应对，而通过数据处理子单元方便对故障信息进行分析和处理，通过数据处理子单元电力子系统和推进子系统的故障信息进行判断和确认，便
于快速判断电力子系统和推进子系统的故障位置。
附图说明
28.附图用来提供对本发明的进一步理解，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，并不构成对本发明的限制。
29.在附图中：
30.图1是本发明的系统结构框图。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种智能型的船舶动力推进系统，包括电力子系统、推进子系统和安全监控模块；
33.电力子系统包括发电机组模块、动力配电模块和电机变频模块，推进子系统包括动力推进模块和智能控制模块，安全监控模块包括报警响应单元和控制调配单元；
34.发电机组模块设置有两组，动力配电模块和电机变频模块调控两组发电机组模块的电力输出，动力推进模块设置有两组，智能控制模块将两组发电机组模块输出的电力经调控对应输送至两组动力推进模块，两组发电机组模块可单一运行和共同运行，两组动力推进模块可单一运行和共同运行。
35.基于上述技术方案，发电机组模块主要就是基于发电机构成的发电机组，一般使用柴油作为燃料，利用燃气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机作为驱动设备，通过驱动设备带动原动机驱动，从而带动发电机进行发电，采用直流发电机；
36.动力配电模块的主要作用是用于接收和分配发电机组模块所产出的船舶电能，可以控制发电机和电网，及时调整发电机，进行科学测量等，同时通过推进系统中不同的发电机总装机容，来选择不容电压级别的发电机和配电设备，发电机总装机容量在20mw时，要使用11kv电压系统，总装机容量是4-20mw时，要使用6.6kv电压系统，而容量低于4mw时，要使用690v及以下的电压系统。
37.基于上述技术方案，电机变频模块电机变频器也是电力推进系统中比较常用的装置，主要分为电压源型变频器﹑循环变频器、电流源型变频器、直流变频器，采用电压源型变频器，具有灵活﹑性能良好等优势，而电机变频模块的主要作用是把满足要求的电流输送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的进行推进；
38.动力推进模块主要是一种基于电力的推进装置，主要为轴系螺旋桨推进器，轴系螺旋桨推进器利用变速电机作为驱动来源，将卧式电机连接到桨轴上，进行动力输出，轴系螺旋桨推进器的结构更简单和稳定。
39.基于上述技术方案，智能控制模块是船舶动力推进系统的核心部分，该控制系统包括推进遥控单元、功率管理单元和船舶管理单元；
40.推进遥控单元主要采用控制速度的方式控制推进器的运转，并使其转速和扭矩要控制在预定的范围内，功率管理单元主要是满足船舶实际运行的电能需求，实现对发电机组的实时监测，船舶管理单元主要是辅助船舶运转，可以实现手动控制和半自动控制，包括
对各种阀门、暖通空调和承载货物的控制。
41.基于上述技术方案，报警响应单元主要用于对动力推进系统进行监控，并以文本、图形、图表、声光的形式告知用户该船舶动力推进系统的运行状态，报警响应单元包括数据采集子单元、数据处理子单元和智能响应子单元。
42.基于上述技术方案，数据采集子单元是指对船舶动力推进系统中的监控数据进行获取，监控数据的获取包括对电力子系统和推进子系统的故障信息进行获取；
43.在对电力子系统的故障信息进行获取时，主要对柴油发电机组的运行进行监控，当采集到柴油发电机组处于过载负荷的状态运转时，柴油发电机的机械效率逐渐下降，燃油消耗量逐渐增大，同时在数据采集子单元采集到发电机组出现气缸盖裂纹、气缸故障以及柴油机活塞和活塞环过度磨损的故障信息时，数据采集子单元及时将发电机组出现故障的信息输送至数据处理子单元。
44.基于上述技术方案，在对推进子系统的故障信息进行获取时，主要对动力推进模块的运行进行监控，其中包括对动力推进模块的传动结构和螺旋桨推进器进行故障监控，当数据采集子单元采集到动力推进模块的传动结构出现轴承磨损过度、齿轮磨损过度、离合器损坏、油泵和齿轮箱无法上油以及出现油路故障时，数据采集子单元会将其采集到的传动结构故障信息传输至数据处理子单元，当数据采集子单元采集到螺旋桨推进器出现桨叶断裂变形和桨叶腐蚀质量不一的现象时，并且在采集到螺旋桨推进器的传动轴出现密封圈磨损、轴承润滑故障时，数据采集子单元便会将螺旋桨推进器所出现的故障信息及时输送至数据处理子单元。
45.基于上述技术方案，数据处理子单元主要用于对数据采集子单元输送的故障信息进行分析和处理，具体是在数据采集子单元将其所采集到的电力子系统和推进子系统的故障信息输送至数据处理子单元后，数据处理子单元判断和确认电力子系统和推进子系统的故障信息主要发生在两组发电机组模块和两组动力推进模块中的具体位置，并判断电力子系统和推进子系统的故障信息发生在那一组发电机组模块和动力推进模块中，并且在数据处理子单元确定故障信息后，将故障信息转换为输出信号输送至智能响应子单元。
46.基于上述技术方案，智能响应子单元用于对电力子系统和推进子系统的故障信息进行响应，在智能响应子单元接收到数据处理子单元发送的故障信息后，通过文本、图形、图表、声光的报警响应方式将电力子系统和推进子系统的故障信息及时传达至管理人员，便于对故障信息及时作出应对。
47.基于上述技术方案，控制调配单元主要用于对两组发电机组模块和动力推进模块进行调配运行，在智能响应子单元将船舶动力推进系统的故障信息进行报警响应处理后，智能响应子单元将故障信息传递至控制调配单元；
48.在检测到发电机组模块的柴油发电机的机械效率逐渐下降，燃油消耗量逐渐增大时，控制调配单元根据船舶对电能的需求进行估算，在船舶电量的需求较低时，就可以利用一组柴油发电机进行独立运行供电，在船舶电量的需求较高时，使用两组发电机组模块的共同运行来进行电能供应，通过控制调配单元的调配运行使两组发电机组模块进行可选择性的运行，从而使发电机组模块处于理想负荷工作状态；
49.在检测到发电机组模块出现气缸盖裂纹、气缸故障以及柴油机活塞和活塞环过度磨损的故障信息时，控制调配单元及时将存在故障信息的发电机组模块进行关停，从而使
得具有故障的发电机组模块能够及时的方便对其进行维护和补救，从而使完好的发电机组模块能够即时投入到运行状态进行运行，避免对船舶的航运造成影响；
50.在检测到动力推进模块出现轴承磨损过度、齿轮磨损过度、离合器损坏、油泵和齿轮箱无法上油以及出现油路故障、桨叶断裂变形和桨叶腐蚀质量不一、传动轴出现密封圈磨损、轴承润滑故障时，通过控制调配单元的调配运行，将存在故障信息的动力推进模块进行关停，从而使得具有故障的动力推进模块能够及时的方便对其进行维护和补救，从而使完好的动力推进模块能够即时投入到运行状态进行运行，避免对船舶的航运造成影响。
51.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。