[實用新型]一種新型的船舶全回轉(zhuǎn)槳伺服轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621176233.8
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN206344981U
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海輝;鄭銳聰;周根寶;溫潛;林思聰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海工船舶設(shè)備有限公司
• 主分類號: B63H25/24
• 分類號: B63H25/24;B63H25/36
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11254
• 代理人: 郝學(xué)江

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于船舶全回轉(zhuǎn)槳控制領(lǐng)域，具體涉及一種新型的船舶全回轉(zhuǎn)槳伺服轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

全回轉(zhuǎn)槳電控系統(tǒng)主要由駕控面板、中心控制箱、機旁控制箱、轉(zhuǎn)舵電機啟動器、變頻電機、變頻器、轉(zhuǎn)舵電機制動電阻器箱組成。駕控面板上的操縱手柄發(fā)出指令，通過中控箱內(nèi)的PLC，控制轉(zhuǎn)舵電機啟動和運作，帶動全回轉(zhuǎn)槳進行轉(zhuǎn)舵。其中,變頻器接受中控箱傳來的轉(zhuǎn)舵信號，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流和電壓來控制變頻電機，由變頻電機通過轉(zhuǎn)舵齒輪副帶動全回轉(zhuǎn)槳本體內(nèi)的回轉(zhuǎn)支撐，驅(qū)動全回轉(zhuǎn)槳轉(zhuǎn)舵。與此同時，舵角表反饋角度信號到中控箱，中控箱采集到信號以后與手柄控制角度指令比較，兩者接近時，從中控箱傳出制動信號給變頻器，變頻器開始剎車，施加反向力矩，多余能量由制動電阻以熱量形式散發(fā)出去，由此實現(xiàn)全回轉(zhuǎn)槳的轉(zhuǎn)舵功能。

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問題在于：1）轉(zhuǎn)舵精度不高：變頻器控制變頻電機，變頻電機本身并沒有相應(yīng)的定位反饋信號，而是由外部的舵角表反饋相應(yīng)的角度，市面上的舵角表質(zhì)量參差不齊，反饋的角度的精確度不盡如意，沒辦法做到獨立的閉環(huán)控制。2）無法實現(xiàn)在不同階段采用不同轉(zhuǎn)舵速度的控制：變頻電機控制的轉(zhuǎn)舵結(jié)構(gòu)往往只能設(shè)定一段速度或者多段速度，而根據(jù)平滑控制要求，轉(zhuǎn)舵角度越大轉(zhuǎn)速應(yīng)該越高，剛開始轉(zhuǎn)舵和即將轉(zhuǎn)舵結(jié)束的時候速度應(yīng)該盡可能的慢，滿足S型加減速控制，變頻器控制變頻電機的跳躍性速度很明顯無法滿足這個要求。3）容易過沖和振蕩：中控箱控制變頻器減速停機往往是在對比了舵角表的反饋信號和手柄輸入信號以后，這中間就存在一定的時間差，當(dāng)兩者角度大小一致的時候才控制停機，這時候變頻器并不能馬上停下，會有一定的剎車距離，假如剎車距離過大，還會導(dǎo)致來回震蕩，影響轉(zhuǎn)舵控制，控制的角度也不夠準(zhǔn)確。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種新型的船舶全回轉(zhuǎn)槳伺服轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)，采用伺服驅(qū)動器和伺服電機來驅(qū)動轉(zhuǎn)舵機構(gòu),并改進了控制系統(tǒng)和控制方式,從而提高了轉(zhuǎn)舵角度控制精度、實現(xiàn)變速度轉(zhuǎn)舵以及震動小而且不會過沖。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

一種船舶全回轉(zhuǎn)槳伺服轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實施例，包括：駕控面板、中心控制箱、伺服驅(qū)動機構(gòu)、伺服電機、電機轉(zhuǎn)舵電機制動電阻器、舵角反饋器、齒輪傳動機構(gòu)和全回轉(zhuǎn)漿，其中：

所述駕控面板上具有操作手柄，用于輸入轉(zhuǎn)舵信息，并且，所述駕控面板與中心控制箱連接；

所述中心控制箱包括PLC，并與所述伺服驅(qū)動機構(gòu)和伺服電機連接，用于將所述轉(zhuǎn)舵信息轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)舵驅(qū)動信號，驅(qū)動伺服電機運轉(zhuǎn)；

所述中心控制箱與舵角反饋器相連，用于將轉(zhuǎn)舵的角度反饋到所述PLC，并根據(jù)實際轉(zhuǎn)舵的角度和操作手柄輸入的角度差，改變用于控制所述伺服驅(qū)動機構(gòu)的輸出脈沖的頻率和個數(shù)；

所述伺服電機與所述齒輪傳動機構(gòu)和所述全回轉(zhuǎn)漿順序連接，驅(qū)動全回轉(zhuǎn)漿轉(zhuǎn)舵。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型實施例的該伺服轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)，經(jīng)部件的更換以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過采用伺服控制轉(zhuǎn)舵的布置，不僅提高了轉(zhuǎn)舵角度的精確度并且從根源上杜絕了角度震蕩和速度跳躍的弊端，而且噪聲低、體積小、裝配方便，實現(xiàn)變速度轉(zhuǎn)舵以及震動小而且不會過沖。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述駕控制面板采用船用屏蔽電纜與中心控制箱連接。

根據(jù)本實用新型的實施例，全回轉(zhuǎn)槳的各個參數(shù)信息實時在駕駛室中顯示。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述伺服電機自帶16位編碼器，分辨率為32727，所述伺服驅(qū)動器內(nèi)根據(jù)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)置相應(yīng)的電子齒輪比，將每一度細(xì)化，同時伺服驅(qū)動器接收編碼器傳回的角度信號，實現(xiàn)完整的閉環(huán)控制。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述伺服電機加減速均采用S形加減速，加減速時間可調(diào)。

本實用新型至少具有以下有益效果：

1）控制精度高：伺服電機自帶16位編碼器，分辨率達(dá)到32727，伺服驅(qū)動器接收編碼器傳回的角度信號，完成一個完整的閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)舵角度控制精度得到了極大的提高。

2）可以實現(xiàn)變速度轉(zhuǎn)舵：中控箱可以根據(jù)實際角度和手柄輸入角度的差距大小實時改變輸出脈沖的頻率和個數(shù)，正是由于這個預(yù)判式控制，我們可以將整個全回轉(zhuǎn)槳的轉(zhuǎn)舵角度精度控制到0.01度。