[发明专利]一种基于混合动力轴带发电系统

说明书

本发明公开了一种基于混合动力轴带发电系统，属于船舶轴带发电系统技术领域。包括：柴油主机、中间轴、轴带发电机、转矩采集模块、IGBT整流模块、IGBT逆变器、缓冲单元、电压采集模块、上位机、船舶辅助柴油机、同步发电机组、船舶交流电网以及直流母排；还包括DC/DC整流模块、直流保护开关以及用于稳定所述直流母排电压的电池模块。通过采集船舶中间轴的转矩波动来改变轴带发电机的输出电流，从而达到消除船舶外部环境对柴油主机转矩的扰动，实现主机转矩的平稳输出，减少油门的频繁操作，降低油耗；通过锂电池或超级电容的特性，能够防止直流母排电压跌落和尖峰，消除轴带发电机输出电流波动，实现轴带发电系统和船舶电网的长期稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种基于混合动力轴带发电系统，属于船舶轴带发电系统技术领域。

背景技术

目前传统船舶主机通过电子调速器进行转速控制。电子调速器，简称电调，针对电机不同，可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。

船舶环境是船舶内部环境和周围存在的自然环境、社会环境、信息环境及诱发环境的统称。是船舶赖以存在的各种条件的综合体。自然环境主要包括地理，地质，海洋化学和海洋生物(海水对金属的腐蚀现象、海生物附着现象)，水文(海流、浪、冰、潮沙、海啸等)，气象(风、雾、雨、沙暴、气温、气压等)，海洋磁场，海洋声场等。

对于船舶主机输出转矩产生影响的主要是船舶自然环境，包括水流、风浪、船舶吃水、洋流方向等变化对主机输出转矩有周期性影响。主机油门会根据转速变化来不断调节油门来保持转速稳定。这过程中主机无法精确控制输出转矩，存在过调现象，从而导致燃油消耗率过高的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种混合动力轴带发电系统，能够高精度控制船舶主机转矩变化，过滤外部环境对主机油门的干扰，从而降低主机的燃油消耗率，达到节能的效果。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种基于混合动力轴带发电系统，包括：柴油主机、中间轴、轴带发电机、转矩采集模块、IGBT整流模块、IGBT逆变器、缓冲单元、电压采集模块、上位机、船舶辅助柴油机、同步发电机组、船舶交流电网以及直流母排；

所述柴油主机与轴带发电机通过所述中间轴连接；

所述转矩采集模块安装于中间轴上，且所述转矩采集模块与所述上位机电性连接并将信号传输至上位机；

所述轴带发电机连接IGBT整流模块，所述IGBT整流模块连接于直流母排；

所述直流母排分别连接有缓冲单元、IGBT逆变器，所述缓冲单元连接于轴带发电机，直流母排连接缓冲单元，在系统启动前，需要通过缓冲单元进行充电，直流母排连接IGBT逆变器，并通过IGBT逆变器把直流电转换成交流电源；

所述IGBT逆变器与所述电压采集单元均分别连接于所述船舶交流电网以及上位机；

所述船舶辅助柴油机连接同步发电机组，所述同步发电机组连接于所述船舶交流电网。

所述电压采集单元捕捉船舶辅助柴油机带动同步发电机组输出电源的电压、频率、相位，并把信号传输给上位机，所述PLC上位机对信号进行处理后传输给所述IGBT逆变器，使其输出和船舶辅助柴油机带动同步发电机组输出电源相同的电压、频率、相位，实现船舶轴带发电机和船舶交流电网并网发电。

作为优选实例，所述混合动力轴带发电系统还包括DC/DC整流模块、直流保护开关以及电池模块，所述直流母排连接有DC/DC整流模块，所述DC/DC整流模块连接有用于稳定所述直流母排电压的电池模块。

所述直流母排连接DC/DC整流模块，DC/DC整流模块连接电池模块。