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船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统.pdf

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船舶 直流 组网 电力 推进 系统 陆上
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摘要
申请专利号:

CN201611107270.8

申请日:

2016.12.06

公开号:

CN106684909A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 著录事项变更IPC(主分类):H02J 3/38变更事项:申请人变更前:山西汾西重工有限责任公司变更后:山西汾西重工有限责任公司变更事项:地址变更前:030027 山西省太原市?#25512;?#21271;路131号变更后:030027 山西省太原市万柏林区?#25512;?#21271;路131号变更事项:申请人变更前:?#26412;?#36187;思亿电气科技有限公司变更后:无锡赛思亿电气科技有限公司|||实质审查的生效IPC(主分类):H02J 3/38申请日:20161206|||公开
IPC分类号: H02J3/38; G01R31/42 主分类号: H02J3/38
申请人: 山西汾西重工有限责任公司; ?#26412;?#36187;思亿电气科技有限公司
发明人: 兰建军; 乌云翔; 邵诗逸; 王晓梅; 岳凡; 常国梅; 刘洋; 徐国林; 李红芳
地址: 030027 山西省太原市?#25512;?#21271;路131号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 山西华炬律师事务所 14106 代理人: 陈奇
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611107270.8

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.11.09|||2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类型:

著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统,解决了现有技术在调试船舶直流组网电力推进系统时存在的调试成本高和污染环境的问题。包括在陪试直流母线上连接有陪试逆变器(2)的直流侧,陪试逆变器的交流侧连接有陪试电动机(3),在陪试电动机的输出轴上连接有直流组网发电机(4),直流组网发电机的输出端上连接有直流组网整流器(5),直流组网整流器的输出端是通过直流组网逆变器(6)与直流组网电动机(7)连接,在直流组网电动机的轴上连接有陪试交流发电机(8),陪试交流发电机的输出端上连接有回馈整流器(9),回馈整流器的直流输出端是与陪试直流母线连接。节约了能源,减少了排放,?#26723;?#20102;测试成本。

权利要求书

1.一种船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统,包括供电电网(21),其特征在于,
供电电网(21)通过陪试整流器(1)与陪试直流母线(22)连接在一起,在陪试直流母线(22)
上连接有陪试逆变器(2)的直流侧,陪试逆变器(2)的交流侧连接有陪试电动机(3),在陪试
电动机(3)的输出轴上连接有直流组网发电机(4),直流组网发电机(4)的输出端上连接有
直流组网整流器(5),直流组网整流器(5)的输出端是通过直流组网逆变器(6)与直流组网
电动机(7)连接在一起的,在直流组网电动机(7)的轴上连接有陪试交流发电机(8),陪试交
流发电机(8)的输出端上连接有回馈整流器(9),回馈整流器(9)的直流输出端是与陪试直
流母线(22)连接在一起的。

说明书

船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统

技术领域

本发明涉及一种船舶直流组网电力推进系统的陆?#31995;?#35797;联调系统,用于船舶直流
组网电力推进系统在装配到船上之前,在陆地上所进行的一种模拟船舶实?#35797;?#34892;工况的初
步调试。

背景技术

在工程船舶及一些特种船舶中,推进系统一般是采用柴油机作为原动机,柴油机
直接驱动船舶推进器,推动船舶运行的,其推进系统由柴油机、减速器和推进器组成。柴油
机的主轴与推进器轴是直接连接在一起的,存在轴系?#21152;?#31354;间大,振动噪音强的问题。特别
是当船舶负载发生较大变化时,柴油机不能迅速跟随变化,造成柴油机运行工况差,耗油量
高的缺陷。这种方案的最大优势是设备成本比?#31995;?#24265;。为了节省船舶轴系布置空间,提高船
舶电气驱动响应速度和可操控性,开发出了船舶交流组网电力推进系统,即柴油机带动同
步发电机发电,产生的恒频恒压电通过交流配电盘进行交流组网,交流组网后的交流电压
经过交-直-交变频器后,驱动船舶推进电动机,推进电动机驱动船舶推进器,推动船舶运
行。?#22791;?#36733;发生变化时,由于同步发电机具有输出同?#20302;?#21387;恒定交流电压的特点,只能通过
切断或增加同步发电机的方式,?#35789;?#24212;负载功率的变化,由于这种切?#29615;?#24335;是非线性的,会
造成运行的柴油机不能运行在最佳的功率效率点上,存在?#21152;?#20351;用率极其低下的问题。此
外,在交流组网推进系统的交流配电盘两侧的控制系统是单独设计控制的,存在柴油发电
机组的控制与推动系统的控制之间协调性差的缺陷,整个系统的集成性较差,设备占地面
积大,而且价格相对于传统的柴油推进而言更高。

随着技术的进步,出现了一种船舶直流组网电力推进系统,具体结构是:采用柴油
机带动一台异步发电机进行发电,在每台异步发电机的输出端上都连接有各自的交流变直
流的整流器,整流后的直流连接到一根公共直流母线上,在该公共直流母线上并联有多个
逆变器,每个逆变器上连接有各自的船舶推进电机,每个船舶推进电机与各自的船舶推进
器连接在一起。当船舶负载发生变化时,可动态调节每台柴油机的转速,控制柴油机始终运
行在最?#21387;?#29575;效率点上,也就是使其处于较佳的?#21152;?#20351;用状态下,大大地?#26723;?#20102;柴油机的
油耗。特别是,由于采用公共直流母线的方式,使负载的变化可以通过异步发电机的转速来
灵活地线性地调整,而不会造成公共直流母线直流电压的波动,进而也不会影响到船舶上
各用电电网的正常运行。在直流组网电力推进系统?#24230;?#33337;舶运行前,均需要在陆地上对其
性能和指标进行必要的联调联试,以方便直流组网电力推进系统在船舶上正常安装运行。
现有的调试方法是将直流组网电力推进系统的输入侧配备柴油机组进行发电,将推进电机
后的推进器用发电机加负载来模拟代替,这样的调试方?#20132;?#23548;致大量的能量消?#27169;?#26612;油机
还会排放有害气体,调试成本高昂。

发明内容

本发明提供了一种船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统,解决了现有技术
在调试船舶直流组网电力推进系统时存在的调试成本高和污染环境的问题。

一种船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统,包括供电电网,供电电网通过
陪试整流器与陪试直流母线连接在一起,在陪试直流母线上连接有陪试逆变器的直流侧,
陪试逆变器的交流侧连接有陪试电动机,在陪试电动机的输出轴上连接有直流组网发电
机,直流组网发电机的输出端上连接有直流组网整流器,直流组网整流器的输出端通过直
流组网逆变器与直流组网电动机连接在一起,在直流组网电动机的轴上连接有陪试交流发
电机,陪试交流发电机的输出端上连接有回馈整流器,回馈整流器的直流输出端与陪试直
流母线连接在一起。

本发明的主要构思是用陪试电动机代替船舶直流组网电力推进系统的柴油机,用
陪试发电机和回馈整流器代替船舶直流组网电力推进系统的推进器。陪试整流器将供电电
网的交流电整流成直流电到陪试直流母线上,为整个调试系统提供启动能量及损耗能量。
陪试逆变器从陪试直流母线上获取电能为被调试的船舶直流组网电力推进系统供电,陪试
发电机和回馈整流器将船舶直流组网电力推进系统的多余电能回馈到陪试直流母线上。在
整个调试过程中,电能在整个调试系统中循环使用,电能消耗仅仅为各设备的损?#27169;?#25913;变了
传统的调试方法存在负载消耗及浪费能源的问题,在调试系统中用陪试电动机代替柴油来
驱动直流组网发电机,避免了柴油机运转所带来的环境污染。

本发明使用了闭环回馈调试电路,使船舶直流组网电力推进系统在测试时,从陪
试直流母线上吸收需要的电能驱动该系统运行,最后?#32440;?#22810;余的电能回馈到陪试直流母线
上,电能在该调试电?#20998;?#24490;环使用,节约了能源,减少了排放,?#26723;?#20102;测试成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明:

一种船舶直流组网电力推进系统的陆上联调系统,包括供电电网21,供电电网21通过
陪试整流器1与陪试直流母线22连接在一起,在陪试直流母线22上连接有陪试逆变器2的直
流侧,陪试逆变器2的交流侧连接有陪试电动机3,在陪试电动机3的输出轴上连接有直流组
网发电机4,直流组网发电机4的输出端上连接有直流组网整流器5,直流组网整流器5的输
出端通过直流组网逆变器6与直流组网电动机7连接在一起,在直流组网电动机7的轴上连
接有陪试交流发电机8,陪试交流发电机8的输出端上连接有回馈整流器9,回馈整流器9的
直流输出端与陪试直流母线22连接在一起。

调试试验启动时,陪试整流器1将供电电网21的交流电转为直流电到陪试直流母
线22上,供整个调试系统使用。在模拟船舶运行工况时,陪试逆变器2需要从陪试直流母线
22上吸收满足船舶运行工况的能量,提供足够的功率给陪试电动机3,陪试电动机3通过轴
连接直流组网发电机4,并带动直流组网发电机4发电,直流组网整流器5将直流组网发电机
4所发出的交流电整流为直流电,直流组网逆变器6?#32440;?#30452;流电转为满足直流组网电动机7
所需要的交流电,直流组网电动机7带动陪试发电机8发电,回馈整流器9将陪试发电机8发
出来的交流电转为直流电供到陪试直流母线22上。在整个模拟船舶运行工况的过程中,用
陪试发电机8模拟的推进器需要多少功?#21097;?#38506;试逆变器2就能从陪试直流母线22上获取多少
功?#21097;?#22238;馈整流器9,?#32440;?#22810;余的能量回馈到陪试直流母线22上。如?#25628;?#29615;,供电电网仅需补
充系统运行中器件的损?#27169;?#33410;约了能源,减少了排放,?#26723;?#20102;测试成本。

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