[发明专利]一种大功率船用变流器

说明书

本发明公开了一种大功率船用变流器，移相变压器提供两路相位差60°三相交流电源，供十二脉波不可控整流功率模块整流，中间直流电通过IGBT逆变功率模块逆变出三相变压变频的交流电源供负载电机。本发明通过电力推进系统代替传统柴油机直接驱动的方式，为船舶提供变压变频的高品质电源，实现电机恒转矩、恒功率运行。

技术领域

本发明属于电力推进系统技术领域，涉及船用电力推进，尤其是一种大功率船用变流器。

背景技术

目前，我国中、高功率等级的大型船舶电力推进系统和海工装备交流系统以成套进口为主，国内从事交流系统研发配套的企业有：中船重工712所、湘潭电气、株洲时代、四川宏天，其系统关键部件变流器装置、推进电机以进口为主。电推进船舶在欧美等发达国家已走过了产品研发改进阶段，并进入技术运用和产品推广期。目前，ABB、阿尔斯通、西门子在中等功率等级以上的电推进系统占主导地位，并在我国的高端船舶市场上开始推广，已应用于性能要求较高的海监船、渡轮、挖泥船等。纵观我国船舶电推系统的发展现状，其系统和配套产品的研发应用尚处于起步阶段。

现有技术中，船用变流器多采用传统的机械式推进，如图1所示：主推进系统采用柴油机通过轴系直接驱动螺旋桨，为了保证柴油机和螺旋桨转速的匹配，同时也方便整船推进、制动工况的切换、柴油机的投切，一般在柴油机和螺旋桨之间设减速齿轮箱或离合器。这种船用变流器功率器件的冷却方式多采用自然冷却或者强迫风冷，在变流器内部加装风机及散热器，设计风道，通过空气交换达到冷却目的。但目前现有技术的这种方式存在以下缺陷：

1)柴油机在低速或高速运行时，燃油经济性差，污染高、排放大，节能环保性差，效率低，运行及维修成本高；

2)螺旋桨的转速受柴油机怠速和最高转速的严格限制，低速和高速运行效率低，过载能力差；

3)功率器件通过自然冷却或者强迫风冷，冷却效果相对较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种大功率船用变流器，其通过电力推进系统代替传统柴油机直接驱动的方式，为船舶提供变压变频的高品质电源，实现电机恒转矩、恒功率运行。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种大功率船用变流器，移相变压器提供两路相位差60°三相交流电源，供十二脉波不可控整流功率模块整流，中间直流电通过IGBT逆变功率模块逆变出三相变压变频的交流电源供负载电机。

进一步的，包括功率单元、冷却单元、控制单元及线束组成；所述功率单元包括输入熔断器、主接触器、预充电接触器、预充电电阻、过压吸收装置、逆变整流功率模块、斩波功率模块、中间支撑电容、复合母排、慢放电阻和接地保护电阻；所述冷却单元包括热交换器、水泵、膨胀水箱、管路、连接件和水电连接板；

所述控制单元包括牵引控制装置TCU18、DC24V电源、各类传感器部件；所述各类传感器部件包括输入电流传感器、中间电压传感器及接地电压传感器、输出电流传感器、制动电阻电流传感器、压力传感器和温度传感器；