[發明專利]船舶直流組網電力推進設備、系統及設備設計方法

有效

• 申請號: 201910259524.5
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109927872B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 常國梅;邵詩逸;岳凡;徐國林;唐文獻;蘇世杰;祝圓圓;陳赟
• 申請（專利權）人: 山西汾西重工有限責任公司;無錫賽思億電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;B63H21/17
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

本發明公開了一種更高設備集成度、更優設備整體性能指標的船舶直流組網電力推進設備，包括在直流母線上進行并網的控制柜、發電柜、推進柜、制動柜、日用電源柜、直流柜以及斬波柜；本發明還公開了上述設備的設計方法，該方法先后確定日用電源柜、推進柜與設備的負載功率，再根據發電柜與斬波柜的負載功率之和大于設備的負載功率，合理地確定了發電柜的功率，實現了各機柜負載功率的合理分配；且在設備結構布置中，根據結構更對稱、走線更方便的原則，形成設備結構布置圖，并通過計算設備直流電流，以設備的直流電流最小為原則，重新調整設備結構，實現了更高的設備集成度。本方法使設備整體的性能指標、設備集成度、散熱和重量實現了最優化。

技術領域

本發明涉及一種船舶直流組網電力推進設備、系統及設備設計方法。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術和自動控制技術的發展，船舶電力推進設備逐漸從交流組網技術過渡到更為先進的直流組網技術。與采用交流組網的傳統方案相比，直流組網方式將交流變頻器中的交-直-交變化拆分，將所有設備的組網側從原有的發電機交流側轉移到直流側，但其發電設備和負載設備仍采用交流模式，提高了設備集成度，降低了設備的占地面積與設備重量。

目前，雖然ABB、西門子等公司也開始推出自己的直流組網技術，比如美國專利申請號為US6188581B1的專利公開了一種用于船舶上的直流組網技術，美國專利申請號為9800054B2的專利公開了一種用于可再生發電機的DC連接設備，但都沒有提及一套完善的設備設計方法，導致功率模塊選用不合理，設備整體的性能指標、設備集成度、散熱和重量無法做到最優化。為了實現更規范的設計流程，避免不必要的重復設計，需要形成一套完善的設備設計方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種更高設備集成度、更優設備整體性能指標的船舶直流組網電力推進設備。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種船舶直流組網電力推進設備，包括在直流母線上進行并網的控制柜、發電柜、推進柜、制動柜、日用電源柜、直流柜以及斬波柜；

所述發電柜包括熔斷器、整流功率模塊、dvdt濾波器、主斷路器、子控制器、加熱器、散熱風機、勵磁預充電路，熔斷器的輸入端連接直流母線，熔斷器的輸出端連接整流功率模塊的直流端，整流功率模塊的交流端連接dvdt濾波器的輸入端，dvdt濾波器的輸出端通過主斷路器連接發電柜外的發電機，子控制器的一端連接整流功率模塊的控制信號接口，另一端通過以太網連接控制柜內的主控制器，散熱風機與加熱器連接控制柜內的控制電源；所述勵磁預充電路包括控制斷路器及全橋二極管整流模塊，控制斷路器的輸入端連接發電機的勵磁繞組，控制斷路器的輸出端連接全橋二極管整流模塊的輸入端，全橋二極管整流模塊的輸出端連接直流母線；

所述推進柜的熔斷器的輸入端連接直流母線，熔斷器的輸出端連接逆變功率模塊的直流端，逆變功率模塊的交流端連接dvdt濾波器的輸入端，dvdt濾波器的輸出端通過主斷路器連接推進柜外的推進電機，子控制器的一端連接逆變功率模塊的控制信號接口，另一端通過以太網連接控制柜內的主控制器，散熱風機與加熱器連接控制柜內的控制電源；

所述制動柜的熔斷器的輸入端連接直流母線，熔斷器的輸出端連接制動功率模塊的直流端，制動功率模塊的輸出端連接制動電阻的輸入端，制動電阻的輸出端連接直流母線，子控制器的一端連接制動功率模塊的控制信號接口，另一端通過以太網連接控制柜內的主控制器，散熱風機與加熱器連接控制柜內的控制電源；

所述日用電源柜的熔斷器的輸入端連接直流母線，熔斷器的輸出端連接逆變功率模塊的直流端，逆變功率模塊的交流端連接正弦濾波器的輸入端，正弦濾波器的輸出端通過主斷路器連接日用電源柜外的日用變壓器，子控制器的一端連接逆變功率模塊的控制信號接口，另一端通過以太網連接控制柜內的主控制器，散熱風機與加熱器連接控制柜內的控制電源；