[发明专利]吊舱式船舶电力直驱推进装置、推进系统及推进方法

摘要

本发明公开了一种吊舱式船舶电力直驱推进装置，所述推进装置的驱动机构包括电机壳体，设置于电机壳体中的中空的外转子，位于外转子内部的中空的定子，位于定子内部的内转子，固定联接外转子与前螺旋桨传动轴的外转子传动轴，以及用于固定内转子和外转子位置的双环套装轴承；所述定子的内侧设置用于控制内转子旋转的第一绕组，外侧设置用于控制外转子旋转的第二绕组。本发明基于多相电机实现双转子驱动的吊舱式对转螺旋桨推进，在继承多相电机和双转子驱动系统所有优点的基础上，本发明装置的效率更高，可以自主调节螺旋桨的功率、转速和旋转方向，适应现有船舶电力系统平台，并且故障率更低。

主权项

基于吊舱式船舶电力直驱推进系统的推进方法，其特征在于，所述吊舱式船舶电力直驱推进系统包括：吊舱式船舶电力直驱推进装置，以及处理器和采样单元，包括用于采集电机相电流信号的电流采样单元，用于采集线电压信号和直流母线信号的电压采样单元，用于采集内转子和外转子转速信号的转速采样单元，以及温度采样单元；多相逆变器主电路，接收处理器输出的PWM信号，并输出控制电压以驱动推进装置；所述吊舱式船舶电力直驱推进装置包括吊舱壳体(501)，安装于吊舱壳体内部的一个驱动机构，位于吊舱壳体外部并通过前螺旋桨传动轴(507)与驱动机构传动联接的前螺旋桨(505)，以及位于吊舱壳体外部并通过后螺旋桨传动轴(508)与驱动机构传动联接的后螺旋桨(506)；所述驱动机构包括电机壳体(511)，设置于电机壳体中的中空的外转子(512)，位于外转子内部的中空的定子(515)，位于定子内部的内转子(517)，固定联接外转子(512)与前螺旋桨传动轴(507)的外转子传动轴(513)，以及用于固定内转子和外转子位置的双环套装轴承(510)；所述定子的内侧设置用于控制内转子旋转的第一绕组(521)，外侧设置用于控制外转子旋转的第二绕组(520)；所述内转子(517)与后螺旋桨传动轴(508)固定联接；所述定子与电机壳体通过定子固定件联接；所述外转子与外转子传动轴(513)之间的固定联接方式包括焊接和通过紧固件联接；内转子与后螺旋桨传动轴的固定联接方式包括焊接和通过紧固件联接；所述外转子传动轴与前螺旋桨传动轴的固定联接方式包括焊接和通过紧固件联接；所述前螺旋桨与前螺旋桨传动轴一体化铸造成型，或者，通过紧固件联接；所述定子与电机壳体一体化铸造成型；所述处理器为DSP处理器；包括如下步骤：步骤1：初始化程序，初始化GPIO和PIE寄存器；步骤2：定义转速采样单元、ADC转换输入和定时器；步骤3：使能中断、定时器开始计数；所述初始化程序包括：步骤11、配置系统寄存器；步骤12、初始化I/O管脚；步骤13、初始化ADC设置；步骤14、初始化事件管理器、CAP捕捉引脚、QEP正交编码器引脚和比较单元；步骤15、采用离线化自适应遗传算法计算最佳PID参数；步骤16、采用MRDSVM‑DTC算法生成初始数域；步骤17、配置中断；所述步骤3中的使能中断使得中断程序可以被触发，所述中断程序包括：读取各定子绕组的电流和电压采样值；读取光电编码器采样得到的内外转子速度值；计算内外转子的磁链和转矩值；进行坐标变换；内外转子控制电流值的计算；根据标志量，在数域中选择最佳的控制矢量；每个基本矢量工作T/m周期，将所对应的空间电压矢量送入逆变器。