[發(fā)明專利]基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010135433.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN111216863A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 熊鴻
• 主分類號(hào): B63H21/17
• 分類號(hào): B63H21/17;H02J1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)。系統(tǒng)中，主發(fā)電機(jī)為輸出為方波或矩形波交變電流的無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，主推進(jìn)電機(jī)為方波或矩形波交變電流驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)。系統(tǒng)因此而在電源和負(fù)載的這兩個(gè)根源上解決直流電網(wǎng)的波動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而得以去除大容量電容、減小了短路故障電流，使系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速的短路故障保護(hù)以及可靠的系統(tǒng)完全選擇性保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)，特別涉及一種基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)是將船舶的動(dòng)力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)進(jìn)行整合，使船上的能量統(tǒng)一轉(zhuǎn)化成電能，并提供給全船包括推進(jìn)器在內(nèi)的所有設(shè)備使用。經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展，基于交流電網(wǎng)的船舶交流電力推進(jìn)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類船舶，特別是在海洋工程船上。

隨著節(jié)能減排要求不斷提升以及技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)，基于直流電網(wǎng)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)開始重新得到重視。船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)由于省去了交流電力推進(jìn)系統(tǒng)所使用的移相變壓器，節(jié)省了系統(tǒng)設(shè)備重量和設(shè)備占用的艙室空間；由于不再受限于交流電網(wǎng)所特有的頻率約束，不但可以讓發(fā)電機(jī)組根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行在高效轉(zhuǎn)速區(qū)間，節(jié)省了燃油消耗，而且還方便了包括動(dòng)力電池在內(nèi)的多種能源接入，進(jìn)一步提升節(jié)能減排效果。基于以上的優(yōu)勢(shì)，船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)成為了行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。

基于交流發(fā)電機(jī)、交流電機(jī)構(gòu)建的現(xiàn)代船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)，為抑制交變電流所導(dǎo)致的直流電網(wǎng)電壓波動(dòng)，在電網(wǎng)的電源側(cè)整流器內(nèi)，亦或者在負(fù)載側(cè)的逆變器內(nèi)，亦或者在直流電網(wǎng)上，需要接入大容量電容。這些電容在系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，可在極短的時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，讓短路故障保護(hù)以及系統(tǒng)的選擇性保護(hù)變得困難。

現(xiàn)行的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)方案里面，多著眼于采用熔斷器以及固態(tài)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的短路故障隔離和系統(tǒng)選擇性保護(hù)；這些方案，或者不能實(shí)現(xiàn)完全的選擇性保護(hù)，或者成本過(guò)高并且系統(tǒng)控制過(guò)于復(fù)雜，系統(tǒng)的完全選擇性保護(hù)仍是目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)完全選擇性保護(hù)不足或者成本過(guò)高、系統(tǒng)控制過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)，可去除系統(tǒng)中的大容量電容，從而減小短路故障電流，可靠地實(shí)現(xiàn)船舶直流電網(wǎng)的短路保護(hù)和完全選擇性保護(hù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的主發(fā)電機(jī)、一臺(tái)或一臺(tái)以上的主推進(jìn)電機(jī)、直流母線、整流器、逆變器、熔斷器和隔離開關(guān)或斷路器，其中，主發(fā)電機(jī)為輸出為方波或矩形波交變電流的無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，主推進(jìn)電機(jī)為方波或矩形波交變電流驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)，采用無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)作為主發(fā)電機(jī)、采用無(wú)刷直流電機(jī)作為主推進(jìn)電機(jī)，是在電源和負(fù)載的這兩個(gè)根源上解決直流電網(wǎng)的波動(dòng)問(wèn)題，使系統(tǒng)得以去除大容量電容，減小了短路故障電流，系統(tǒng)進(jìn)而采用簡(jiǎn)單的熔斷器或機(jī)械式斷路器即可快速切斷短路故障、最小化故障涉及范圍，實(shí)現(xiàn)完全選擇性保護(hù)，讓整個(gè)電力系統(tǒng)得以安全可靠地運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)刷直流電機(jī)/發(fā)電機(jī)的船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)單線圖；

圖2是圖1所示的主發(fā)電機(jī)G1定子繞組集與整流器的連接示意圖；

圖3是圖1所示的主推進(jìn)電機(jī)M1定子繞組集與逆變器的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明原理的理解，現(xiàn)在將參考附圖中所圖示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明予以說(shuō)明。需要理解的是，實(shí)施例并非旨在限制本發(fā)明的范圍。