[發(fā)明專利]一種用于船舶區(qū)域配電的整流電源裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911117745.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN110880876B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉博;胡鍇;丁若星;彭凌;王偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心
• 主分類號(hào): H02M7/12
• 分類號(hào): H02M7/12;H02M1/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發(fā)明提供了一種用于船舶區(qū)域配電的整流電源裝置，包括依次串聯(lián)的十二相整流變壓器、AC/DC變換電路和直流輸出濾波網(wǎng)絡(luò)，以及傳感器、核心控制器和操作指示單元；通過將三相輸入電源變換為十二相輸出、可控整流和平滑濾波，以及電壓、電流雙閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)在船舶直流區(qū)域配電系統(tǒng)中將三相交流電能AC630V輸入電源轉(zhuǎn)換為直流DC700V～1000V的輸出電能，為直流區(qū)域配電系統(tǒng)提供直流輸出電能，具有響應(yīng)快，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)，并通過網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了船舶區(qū)域配電系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶直流區(qū)域配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于船舶區(qū)域配電的整流電源裝置。

背景技術(shù)

目前主流的船舶電力系統(tǒng)中，電力負(fù)載所需的能量通過船上的集中式配電中心由電纜饋送，造成全船數(shù)千根電纜在船上各部位穿插。這樣不僅帶來了電纜鋪設(shè)工作的復(fù)雜與繁瑣，而且產(chǎn)生了船舶耐壓隔壁開孔密封問題。采用區(qū)域配電系統(tǒng)可以有效的解決這一問題，僅僅主母線穿過防水耐壓隔壁，節(jié)省了大量的配電板饋線電纜，而且電纜損耗和重量的減少帶來了額外的好處。

直流區(qū)域配電系統(tǒng)基于直流電源分區(qū)結(jié)構(gòu)，船舶非推進(jìn)用電負(fù)荷根據(jù)水密艙被分成各自獨(dú)立的配電區(qū)域。發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)主匯流排母線后由整流裝置轉(zhuǎn)換為直流電，再通過整流裝置將交流電能接入相應(yīng)的配電區(qū)域。各區(qū)域的變電模塊具有電力變化、檢測(cè)、限流和保護(hù)等多項(xiàng)功能，替代了大型機(jī)電開關(guān)裝置，使得系統(tǒng)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而且更加反應(yīng)靈敏，故障情況也可以在一個(gè)配電區(qū)域內(nèi)處理，提高供電連續(xù)性和電源管理的自動(dòng)化程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種用于船舶區(qū)域配電的整流電源裝置，用于在船舶直流區(qū)域配電系統(tǒng)中將三相交流電能AC630V輸入電源轉(zhuǎn)換為直流DC700V～1000V的輸出電能，實(shí)現(xiàn)電壓、電流的可控穩(wěn)定輸出。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種用于船舶區(qū)域配電的整流電源裝置，包括依次串聯(lián)的十二相整流變壓器、AC/DC變換電路和直流輸出濾波網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置在整流裝置的電源傳輸回路中的傳感器，通過信號(hào)輸出端與AC/DC變換電路的信號(hào)輸入端連接、通過信號(hào)輸入端與傳感器的信號(hào)輸出端連接的核心控制單元，以及通過信號(hào)收發(fā)端與核心控制單元的信號(hào)收發(fā)端連接的操作指示單元；十二相整流變壓器用于將三相輸入電源變換為十二相輸出；AC/DC變換電路用于將三相交流電源變換為直流輸出；直流輸出濾波網(wǎng)絡(luò)用于對(duì)輸入電源進(jìn)行平滑濾波輸出干凈的直流電壓；傳感器用于測(cè)量電路參數(shù)并發(fā)送至核心控制單元；核心控制單元用于實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)整流輸出和實(shí)現(xiàn)電壓、電流雙閉環(huán)控制功能，并將運(yùn)行工況信息上傳至操作指示單元進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；操作指示單元用于接收核心控制單元的顯示信息和向核心控制單元發(fā)送操作指令。

按上述方案，十二相整流變壓器包括三個(gè)繞組，一個(gè)一次繞組接成Y形，兩個(gè)二次繞組分別接成三角形和Y型，兩個(gè)二次繞組的電壓相位相差30°，電壓相等；兩個(gè)二次繞組給AC/DC變換電路提供兩路獨(dú)立的電源輸入；

設(shè)十二相整流變壓器的輸出電壓的最大值為V_o(max)，十二相整流變壓器的占空比為D_sec，十二相整流變壓器的最大占空比為D_sec(max)，則十二相整流變壓器的次級(jí)輸出電壓的最小值V_sec(min)為

設(shè)十二相整流變壓器的輸入電壓的最小值為V_in(min)，則十二相整流變壓器的變壓匝比K為

設(shè)十二相整流變壓器的輸出功率為P_out，十二相整流變壓器的效率為η，十二相整流變壓器的開關(guān)頻率為f_s，十二相整流變壓器的磁芯的磁通密度為B_m，設(shè)K₀、K_c為工程系數(shù)，十二相整流變壓器的繞組的載流量為J，則十二相整流變壓器的磁芯的功率容量Ap為