一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實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) 式油電混合動力設備。
【背景技術】
[0002] 隨著中國遠洋漁業(yè)的發(fā)展，金槍魚延繩釣漁業(yè)在我國遠洋漁業(yè)中所占的比重逐漸 增加，金槍魚屬于大洋性回游魚類，營養(yǎng)價值高，市場前景廣闊，金槍魚延繩釣漁船是遠洋 漁業(yè)的關鍵設備。
[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)時間超過10小時，且航速較低，一般在3-6節(jié)，如果以此來設計航速，則 無法滿足快速尋找并奔赴漁場要求。從推進產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度來看，尋求一種既能充 分發(fā)揮金槍魚延繩釣船的優(yōu)勢、又能有效降低油耗和排放的方法，已經成為人們所共同關 注的問題。
[0004] 現(xiàn)有的金槍魚延繩釣船一般采用可調槳裝置或定距槳裝置或全電力推進系統(tǒng)裝 置?？烧{槳裝置的柴油發(fā)動機轉速可以保持穩(wěn)定，但是運行在低負荷狀態(tài)下推進效率較低、 油耗較大，價格昂貴，裝置復雜，金槍魚延繩釣作業(yè)屬于遠洋捕撈，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與減速箱來調節(jié)，因此，漁船在起繩作業(yè) 工況下，柴油機長時間低速運轉，不僅效率低，而且油耗高，會對柴油機造成損害；全電力推 進系統(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機，因此電動機體 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穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近的系統(tǒng) 裝置，這樣燃油經濟性較高，并可以減少污染物的排放。

【發(fā)明內容】

[0006] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式 油電混合動力設備。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案是：
[0008] 一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備，所述的混聯(lián)式油電混合動力設 備包括：柴油機、動力分配器、蓄電池、電動機、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳，所述的柴油機 與動力分配器通過第一磁力聯(lián)軸器同軸連接，所述的動力分配器分別與第二磁力聯(lián)軸器、 永磁發(fā)電機連接，所述的第二磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述的永磁發(fā)電機與蓄電池相連 接，蓄電池與電動機連接，所述的電動機通過第三磁力聯(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、蓄電池、電動機連接。
[0009] 所述的柴油機上設有第一傳感器和工作電磁閥，所述的電動機上設有第二傳感 器，所述的模糊控制器上設有兩個輸出端口和三個輸入端口，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)軸器包括銅轉子和永磁轉子，所述的銅轉子與驅動軸連接，所述的 永磁轉子與負載軸連接。
[0012] 本實用新型優(yōu)點在于：
[0013] 1、本實用新型是一種金槍魚延繩釣船的新型動力推進方式，通過模糊控制器合理 選擇分配柴油機動力系統(tǒng)和電動機動力系統(tǒng)，可以滿足全速航行工況、投繩工況、起繩工況 的不同動力需求，使柴油機能夠穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近，提高了燃油經濟性，降低了污 染。
[0014] 2、電動機的轉矩反應迅速、波動小，有較寬的調速范圍，低速時能夠輸出較大的轉 矩，具有較大的過載系數，工作效率高、穩(wěn)定性好，提高了捕撈作業(yè)的機動性能。
[0015] 3、本實用新型采用磁性聯(lián)軸節(jié)作為傳動機構，提升了混合動力設備的傳動性能， 降低了功耗損失。
【附圖說明】
[0016] 附圖1是本實用新型一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備的結構圖。
[0017] 附圖2是磁力聯(lián)軸器的結構圖。
[0018] 附圖3是模糊控制器的控制框圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本實用新型提供的【具體實施方式】作詳細說明。
[0020] 附圖中涉及的附圖標記和組成部分如下所示：
[0021] L柴油機 11.第一傳感器
[0022] 12.工作電磁閥 2.動力分配器
[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.驅動軸
[0027] 402.銅轉子 403.永磁轉子
[0028] 404.負載軸 5.永磁發(fā)電機
[0029] 6.蓄電池 7.電動機
[0030] 71.第二傳感器 8.模糊控制器
[0031] 9.螺旋槳。
[0032] 實施例
[0033] 請參看圖1，圖1是本實用新型一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備 的結構圖。所述的混聯(lián)式油電混合動力設備包括：柴油機1、動力分配器2、蓄電池6、電動 機7、模糊控制器8、齒輪箱3和螺旋槳9,所述的柴油機1與動力分配器2通過第一磁力聯(lián) 軸器41同軸連接，所述的動力分配器2分別與第二磁力聯(lián)軸器42、永磁發(fā)電機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5與蓄電池6相連接，蓄電池6 與電動機7連接，所述的電動機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上設有兩個輸出端口和三個輸入 端口，所述的柴油機1上設有第一傳感器11和工作電磁閥12,所述的電動機7上設有第二 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] 請參看圖2,圖2是磁力聯(lián)軸器的結構圖，所述的磁力聯(lián)軸器包括銅轉子402和永 磁轉子403,所述的銅轉子402與驅動軸401連接，所述的永磁轉子403與負載軸404連接。
[0035] 請參看圖3,圖3是模糊控制器的控制框圖。當所述的混合動力設備工作時，所述 的模糊控制器8的三個輸入端口采集三個數據：工況需求轉矩與柴油機1轉矩的差值、蓄電 池6的荷電狀態(tài)SOC和電動機7轉速。將漁船當前工況需求轉矩與柴油機1輸出轉矩的差 值、蓄電池6的荷電狀態(tài)SOC和電動機7轉速作為模糊控制器8的輸入信號，經過模糊控制 量化、模糊化、隸屬函數設計、模糊規(guī)則制定、解模糊等步驟得出柴油機1轉矩分配系數和 電動機7轉矩分配系數，然后將兩個輸出信號分別輸出到柴油機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1和電動機7的轉矩。
[0036] 模糊控制器8的輸入信號需要進行尺度量化，將其變換到論域范圍內，量化后的 值作為模糊控制器8的信號輸入，經過模糊控制系統(tǒng)得到的輸出信號同樣經過尺度量化， 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和輸出信號的論域劃分 為多個模糊子集，模糊控制器的輸入信號和輸出信號的隸屬函數均采用三角形隸屬函數。 輸入信號由漁船當前工況所需實際轉矩與柴油機1輸出轉矩的差值△ T、蓄電池6的荷電狀 態(tài)SOC和電動機7的轉速N組成，因此需要把Δ T、SOC、N進行量化。
[0037] (1)模糊控制器輸入量確定與計算
[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)動機的轉矩系 數K。
[0039] Λ T :動力耦合處整船需求轉矩與當前柴油機的目標轉矩差值；
[0040] SOC :蓄電池的荷電狀態(tài)值；
[0041] N :電動機轉速。
[0042] 漁船工況需求轉矩與柴油機轉矩的差值ΔΤ為：ΛΤ = Ty-Tc^ Τγ是漁船工況需 求轉矩，Ttl是柴油機矩值。為了使模糊控制器通用化，令
【主權項】
1. 一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備，其特征在于，所述的混聯(lián)式油電 混合動力設備包括：柴油機、動力分配器、蓄電池、電動機、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳，所 述的柴油機與動力分配器通過第一磁力聯(lián)軸器同軸連接，所述的動力分配器分別與第二磁 力聯(lián)軸器、永磁發(fā)電機連接，所述的第二磁力聯(lián)軸器與齒輪箱連接，所述的永磁發(fā)電機與蓄 電池相連接，蓄電池與電動機連接，所述的電動機通過第三磁力聯(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、蓄電池、電動機連接。
2. 根據權利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動力設備，其特征在于，所述的柴油機上設 有第一傳感器和工作電磁閥，所述的電動機上設有第二傳感器，所述的模糊控制器上設有 兩個輸出端口和三個輸入端口，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. 根據權利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動力設備，其特征在于，所述的齒輪箱設有 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. 根據權利要求1所述的混聯(lián)式油電混合動力設備，其特征在于，所述的磁力聯(lián)軸器 包括銅轉子和永磁轉子，所述的銅轉子與驅動軸連接，所述的永磁轉子與負載軸連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種金槍魚延繩釣船的混聯(lián)式油電混合動力設備，所述的混聯(lián)式油電混合動力設備包括：柴油機、動力分配器、蓄電池、電動機、模糊控制器、齒輪箱和螺旋槳。其優(yōu)點在于：本實用新型通過模糊控制器，合理選擇分配柴油機動力系統(tǒng)和電動機動力系統(tǒng)，可以滿足全速航行工況、投繩工況、起繩工況的不同動力需求，使柴油機能夠穩(wěn)定工作在高效區(qū)域附近，提高了燃油經濟性，降低了污染；電動機的轉矩反應迅速、波動小，有較寬的調速范圍，低速時能夠輸出較大的轉矩，具有較大的過載系數，工作效率高、穩(wěn)定性好，提高了捕撈作業(yè)的機動性能；本實用新型采用磁性聯(lián)軸節(jié)作為傳動機構，提升了混合動力設備的傳動性能，降低了功耗損失。
【IPC分類】B63H21-14, B63H21-17
【公開號】CN204587284
【申請?zhí)枴緾N201520168544
【發(fā)明人】王永鼎, 田晨曦, 盧好陽, 沙鋒
【申請人】上海海洋大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月24日