[實用新型]一種船舶制動能量回饋利用的系統

有效

• 申請號: 201520392396.9
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN204681105U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 楊祥國;陶烽偉;楊誠;田畾
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本實用新型涉及能量回饋利用領域，尤其涉及一種船舶電力推進系統中船舶制動能量回饋利用的系統。

背景技術

船舶電力推進系統與傳統推進系統相比，具有操作靈活、機動性能好，振動小，有利于船舶控制環境污染等優點，因此船舶電力推進系統已成為當今船舶行業的重點研究和發展對象。船舶是一個具有很大慣量的物體，在制動過程中電動機轉子、螺旋槳和船體本身由于慣性具有巨大的機械能，若不加以處理和利用，這部分能量將以機械能的形式損失。因此，把這部分能量回收再利用對“綠色船舶”的發展具有重要意義。但目前國內對于船舶制動能量的回饋大多采用制動電阻或其它能量處理模塊對其進行快速消耗處理，回饋能量將被消耗，不能再生利用，造成了大量能量的浪費。

船舶制動能量回饋系統是利用船舶制動具有的機械能，通過雙逆變系統將機械能轉化為電能用超級電容存儲起來再利用。此系統所面臨的技術問題是能量轉換的效率及超級電容的成本過高。

目前制動能量回饋利用技術已經在動車組、大型客貨車上有了一定程度的利用，在日本多摩、沖繩、大阪的輕軌和地鐵線路，加拿大多倫多的輕軌線路，意大利米蘭3號線及我國重慶輕軌一號線等地鐵和輕軌線路均采用了再生制動能量吸收裝置。制動能量回饋到電網是制動能量回收技術中一種較好的辦法，再生制動能量逆變回饋裝置能滿足列車再生制動能量吸收利用及穩定直流牽引網電壓要求，例如鄭州地鐵1號線使用了能量回饋系統，每輛車等于去掉了4個制動電阻，減輕了3.2噸的重量。制動能量回饋到電網，全部重新利用，1號線每年大概有1000萬度電的回饋。但是制動能量回饋利用在船舶上的研究還是一片空白，鑒此本實用新型提供了一種船舶制動能量回饋利用系統。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種船舶制動能量回饋利用的系統，將船舶制動能量回饋再利用，以便提高船舶電力推進的能效利用率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該系統主要由控制單元、超級電容儲能裝置以及安裝在發電機和電網之間的雙向逆變裝置組成，所述控制單元與超級電容儲能裝置、驅動保護電路雙向連接，該控制單元的輸入和輸出分別和船舶的電網、發電機連接，超級電容儲能裝置安裝在控制單元和船舶的電網之間。

本實用新型提供的船舶制動能量回饋利用的系統，設有發電機、PI調節和電壓電流采集模塊依次相連的。其中電壓電流采集模塊設有濾波電路。

所述的PI調節用于產生驅動雙向逆變系統的PWM信號。

所述雙向逆變裝置主要由PWM驅動信號和兩個串聯的絕緣雙極性晶閘管逆變電路組成，兩個絕緣雙極性晶閘管之間設有并聯電容和直流電源。

所述控制單元由依次相連的霍爾電壓電流傳感器、A/D轉化器、DSP處理單元組成。

所述A/D轉化器采用AD698型模數轉化器。

所述DSP處理單元由TMS320LF2407A型DSP處理器組成。

所述超級電容儲能裝置由以電信號依次相連的超級電容、溫度傳感器、控制器、監控報警單元組成。

本實用新型與現有技術相比具有以下主要的優點：

1.將機械能轉化為電能備用。

船舶制動能量回饋利用系統是在船舶制動時，電機和螺旋槳由于慣性具有的機械能通過雙向逆變系統轉化為電能，并利用超級電容儲能系統儲存起來加以利用。

2.可以降低發電機的功率，節約能量。

控制單元通過監控電網電壓控制超級電容儲能系統充電放電過程。當能量制動回饋到電網中時，電網電壓會超過其相應工況下的額定電壓，這時控制單元控制超級電容儲能系統充電，以保持電網電壓的穩定，從而避免了能量的浪費以及可能對船舶電氣系統造成的危害。當所需工況的額定電壓高于電網電壓時，控制電壓可以控制超級電容儲能系統放電供其使用，這樣可以降低發電機的功率，達到節約能量的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型船舶制動能量回饋利用系統的結構示意圖。

圖2是雙向逆變系統結構示意圖。

圖3是超級電容儲能系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例以及附圖對本實用新型作進一步說明，但不限定本實用新型。