[實用新型]軸帶發電機系統及船舶

有效

• 申請號: 201820766888.3
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN208209525U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 李勇;鄂飛;馮昊;劉雨聲
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/14;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 崔華

本實用新型提供了一種軸帶發電機系統及船舶，該系統包括：軸帶發電機；勵磁變流單元；直流母線，通過所述勵磁變流單元連接所述軸帶發電機，并通過串聯的第一變流器和第一開關連接所述軸帶發電機；根據所述直流母線電壓波動進行充放電的電池組件，通過串聯的第二開關和第一直流變換器連接到所述直流母線上；以及軸帶發電機控制器，向所述第一變流器發出邏輯電信號，并控制所述第一開關的閉合與斷開。根據電網負荷狀態，通過電池組件進行相應的充放電可以補償由主機推進負載波動引起的軸帶發電系統供電波動和電網波動，快速補償電網負載的波動，從而降低對發電原動機的響應速度要求，減小發電機的高頻波動，減少發電機的起停次數，降低維護成本。

技術領域

本實用新型涉及發電機領域，更具體地涉及軸帶發電機系統及帶有該軸帶發電系統的船舶。

背景技術

船舶軸帶發電機系統，是由船舶主機驅動三相交流同步發電機向船舶電網供電的系統。通常船舶主機的功率都有10％以上的裕量，而船舶上所安裝的發電機容量卻不會超過這個數值，并且主機效率也比常規的柴油輔機發電機高，因此理所當然的優先考慮采用軸帶發電機。船舶軸帶發電機指的是由主機驅動船舶發電機的供電裝置。

軸帶發電機借助于具有電網側的變頻器，由艦船電網供電。軸帶發電機作為發動機的運行稱為“Power-Take-In”(PTI)。能量一旦從軸帶發電機輸入艦船電網中，軸帶發電機、變頻器和電網側的變壓器就同樣構成一個軸帶發電機系統。軸帶發電機作為發電機運行，即為艦船電網產生電能，稱為“Power-Take-Off”(PTO)。

軸帶發電機系統除了節能之外，還可以降低燃油、輕柴油及潤滑油的消耗量，延長維修周期進而降低維修費用并簡化船舶的運營管理，同時可降低機艙噪音及機艙溫度，改善機艙環境。

根據交流船舶的主機種類，可將船舶軸帶發電系統分為變螺距螺旋槳(Controllable Pitch Propeller,CPP)船舶軸帶發電機形式和定螺距螺旋槳(FixedPitch Propeller,FPP)船舶軸帶發電機形式。CPP軸帶發電機雖然可以使軸帶發電機的電能頻率保持相對穩定，但由于其調距槳成本較高而限制了它的推廣應用。FPP軸帶發電機需要加入轉速或頻率補償裝置，但允許的轉速變化范圍有限，在現代船舶中已經應用不多。

無論采用以上的CPP還是FPP，軸帶發電機系統都要面臨的技術問題是，由于主機推進負載波動會引起軸帶發電系統供電波動，電力負載波動又會引起電網波動，電網負載的波動會對發電原動機的響應速度有更高要求，且導致發電機的高頻波動以及發電機的起停次數增加，提高維護成本。

實用新型內容

鑒于以上，本實用新型提供了一種能夠至少克服或者緩解現有技術中所存在的一個或多個技術問題的軸帶發電機系統及船舶。

根據本實用新型的第一方面，提供了一種軸帶發電機系統，用以向直流電網或交流電網供電，該系統包括：軸帶發電機；勵磁變流單元；直流母線，通過所述勵磁變流單元連接所述軸帶發電機，并通過串聯的第一變流器和第一開關連接所述軸帶發電機；根據所述直流母線電壓波動進行充放電的電池組件，通過串聯的第二開關和第一直流變換器連接到所述直流母線上；以及軸帶發電機控制器，向所述第一變流器發出邏輯電信號，并控制所述第一開關的閉合與斷開。

通過這種軸帶發電機系統，根據電網負荷狀態，通過電池組件進行相應的快速充放電可以補償由主機推進負載波動引起的軸帶發電系統供電波動，相應的快速充放電還可以補償電力負載波動引起的電網波動，以及快速補償電網負載的波動，從而降低對發電原動機的響應速度要求，減小發電機的高頻波動，減少發電機的起停次數，降低維護成本。

根據本實用新型的一些實施例，所述電池組件包括電池和控制所述第二開關閉合與斷開以及所述電池充放電的電池控制器。通過電池控制器的實時控制，可控制電池的啟用、停止，以及實現定量的充放電。