[发明专利]一种用于船舶区域配电的DC-AC逆变装置

说明书

本发明提供了一种用于船舶区域配电的DC‑AC逆变装置，包括依次串联的双电源输入选择单元、充电限流单元、直流输入滤波网络、功率逆变器、正弦波滤波器和三相隔离变压器，设置在逆变装置的电源传输回路中的传感器，以及通过信号输出端与逆变装置的信号输入端连接、通过信号输入端与传感器的信号输出端连接的核心控制单元；通过空间矢量脉宽调制和电压、电流双闭环控制实现船舶直流区域配电系统中DC700V～1000V到AC380V的电能转换，为直流区域配电系统的交流负载提供三相交流电能输出，具有响应快，运行稳定、可靠的特点，并通过网络通信进行远程监控，提高了船舶区域配电系统供电的可靠性和安全性。

技术领域

本发明属于船舶直流区域配电技术领域，具体涉及一种用于船舶区域配电的DC-AC逆变装置。

背景技术

目前主流的船舶电力系统中，电力负载所需的能量通过船上的集中式配电中心由电缆馈送，造成全船数千根电缆在船上各部位穿插。这样不仅带来了电缆铺设工作的复杂与繁琐，而且产生了船舶耐压隔壁开孔密封问题。采用区域配电系统可以有效的解决这一问题，仅仅主母线穿过防水耐压隔壁，节省了大量的配电板馈线电缆，而且电缆损耗和重量的减少带来了额外的好处。

直流区域配电系统基于直流电源分区结构，船舶非推进用电负荷根据水密舱被分成各自独立的配电区域。发电机发出的交流电经主汇流排母线后由整流装置转换为直流电，再通过逆变装置将交流电能接入相应的配电区域。各区域的变电模块具有电力变化、检测、限流和保护等多项功能，替代了大型机电开关装置，使得系统保护装置设计简单而且更加反应灵敏，故障情况也可以在一个配电区域内处理，提高供电连续性和电源管理的自动化程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于船舶区域配电的DC-AC逆变装置，用于在船舶直流区域配电系统中将直流DC700-1000V输入电源转换为交流AC380V的电能，实现电压、电流的可控稳定输出。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种用于船舶区域配电的DC-AC逆变装置，包括依次串联的双电源输入选择单元、充电限流单元、直流输入滤波网络、功率逆变器、正弦波滤波器和三相隔离变压器，设置在逆变装置的电源传输回路中的传感器，以及通过信号输出端分别与充电限流单元和功率逆变器的信号输入端连接、通过信号输入端与传感器的信号输出端连接的核心控制单元；双电源输入选择单元的电源输入端连接双路直流输入电源，用于根据电能从高电位点向低电位点传输的特性选择其中一路电压高的直流输入电源进行供电输出；充电限流单元用于在设备启动过程中防止大电流冲击；直流输入滤波网络用于抑制直流输入电源的高次谐波；功率逆变器用于通过不同开关模式的三相逆变器技术将直流输入电源转换为交流信号输出；正弦波滤波器用于将功率逆变器输出的交流信号滤波为平滑的正弦波信号；三相隔离变压器用于将正弦波滤波器输出的正弦波信号隔离降压变换为三相交流电并输出；传感器用于测量电路参数并发送至核心控制单元；核心控制单元用于实现空间矢量脉宽调制和电压、电流双闭环控制功能，并上传装置的运行工况信息进行远程管理。

按上述方案，双电源输入选择单元包括导向二极管。

按上述方案，充电限流单元包括并联的限流充电电阻、充电电容和旁路接触器；限流充电电阻用于对充电电流限流，充电电容用于分流充电电流，旁路接触器用于在充电完成后旁路限流充电电阻和充电电容。

按上述方案，三相隔离变压器采用Δ/Y接法用于抑制功率逆变器产生的三次谐波；设三相隔离变压器的输入侧相电压有效值为U_I，三相隔离变压器的输出侧的相电压有效值为U_O，则三相隔离变压器的变压匝比K为：

设三相隔离变压器的磁芯的直径为D，则磁芯的净截面积S为：

S＝(D/2)²π；

设磁芯的磁通密度为T，则磁芯的饱和磁感应强度B_S为：