一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動船驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為新能源家族的純電動船，尤其采用超級電容與動力鋰電池相組合的雙電型純電動船，其電動機(jī)的驅(qū)動裝置是非常重要的，當(dāng)驅(qū)動器控制裝置與牽引型電動機(jī)裝置有效組合時，就形成了一種適用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)裝置。由于船舶航行中必然有流動的水，因此，傳統(tǒng)意義上的冷卻部分可以由這流動的液體充當(dāng)，完全可以由取之不盡用之不竭的水成為冷卻的載體，因此亟需一種新的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，能夠有效利用流動的液體滿足冷卻效果，并且能充分壓低能耗。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動放大器、隔離電源生成模塊和動力驅(qū)動模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動放大器相連，所述驅(qū)動放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動放大器的輸出端連接有動力驅(qū)動模塊；所述動力驅(qū)動模塊與參數(shù)檢測模塊相連，所述參數(shù)檢測模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。
[0005]所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口。
[0006]所述參數(shù)檢測模塊包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊和溫度監(jiān)測模塊。
[0007]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識別模塊相連；所述電壓識別模塊用于監(jiān)測母線電壓。
[0008]所述驅(qū)動放大器還與預(yù)充電模塊相連。
[0009]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連。
[0010]所述動力驅(qū)動模塊為可選的動力驅(qū)動模塊。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本發(fā)明采用了溫度檢測與循環(huán)水流配合控制，完成了節(jié)能條件下的冷卻控制。即，當(dāng)上升溫度不大的時候(低于一定的幅值)，采用船體外殼的冷卻效果將熱量散發(fā)或帶走；當(dāng)溫度到一定限值時，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)。本發(fā)明考慮到節(jié)能，其水循環(huán)的水流是得到控制的，即依照能耗最小化的原則，在滿足冷卻效果的前提下，充分壓低能耗。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0015]本發(fā)明的實施方式涉及一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，如圖1所示，包括主控制器、驅(qū)動放大器、隔離電源生成模塊和動力驅(qū)動模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動放大器相連，所述驅(qū)動放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動放大器的輸出端連接有動力驅(qū)動模塊；所述動力驅(qū)動模塊與參數(shù)檢測模塊相連，所述參數(shù)檢測模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。
[0016]其中，主控制器采用DSP數(shù)字控制器與FPGA邏輯控制器相組合構(gòu)成，該主控制器主要完成對驅(qū)動器的調(diào)節(jié)與控制，完成對外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)檢測和控制。所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)接口可以負(fù)責(zé)接受船載控制器給出的速度調(diào)節(jié)信息。
[0017]驅(qū)動放大器輸出PffM信號，在本系統(tǒng)中，DSP給出的驅(qū)動信號是3.3V，這樣微弱的信號是無法直接驅(qū)動動力驅(qū)動模塊(即功率管)的，為此，DSP給出的PffM信號經(jīng)過驅(qū)動放大器完成電壓的隔離，并有功率驅(qū)動的特征。
[0018]由于系統(tǒng)驅(qū)動放大需要各路相隔離的電壓，隔離電源生成模塊則用于完成隔離電源的生成，其隔離等級必須大于動力驅(qū)動模塊所給出的最高電壓。
[0019]動力驅(qū)動模塊用于實現(xiàn)功率的輸出，依照PffM的信號完成功率的輸出，在本實施方式中，有三個動力驅(qū)動模塊，分別為電壓為100VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第一電動機(jī)；電壓為800VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第二電動機(jī)；電壓為1200VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第三電動機(jī)。
[0020]當(dāng)針對不同的船舶，其驅(qū)動功率是不盡相同的，本系統(tǒng)要能覆蓋大范圍的功率面，在設(shè)計時，采用了模塊化的結(jié)構(gòu)，對功率驅(qū)動部分采用了可選的菜單模式，即，依照電動機(jī)的功率和特性曲線，選擇一種相匹配的功率驅(qū)動管模組，在系統(tǒng)配置過程中，選擇相適應(yīng)的電壓等級，因此，由不同功率和不同電壓優(yōu)化組合后的驅(qū)動器系統(tǒng)更能適應(yīng)電動船的驅(qū)動組合。
[0021]所述參數(shù)檢測模塊包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊和溫度監(jiān)測模塊。電壓檢測模塊，該模塊用于完成將母線電壓、電動機(jī)端子電壓進(jìn)行測量，并反饋給主控制器，由主控制器控制調(diào)節(jié)PWM信號。電流檢測模塊，該模塊完成對電動機(jī)電流的測量，并將測得的電流送至主控制器，由主控制器控制調(diào)節(jié)PWM信號，控制驅(qū)動電機(jī)的功率。溫度測量模塊，用于測量驅(qū)動器裝置的溫度、功率驅(qū)動管的功率，當(dāng)溫度達(dá)到限定值后，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)，并對PWM信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，整個調(diào)節(jié)過程由主控制器實施。
[0022]船舶系統(tǒng)在航行過程中，無論驅(qū)動器裝置還是電動機(jī)，都將產(chǎn)生不可抑制的熱量，本系統(tǒng)采用了溫度檢測與循環(huán)水流配合控制的原理，完成了節(jié)能條件下的冷卻控制。即當(dāng)上升溫度不大的時候(低于一定的幅值)，采用船體外殼的冷卻效果將熱量散發(fā)或帶走；當(dāng)溫度到一定限值時，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)。本發(fā)明的特點是，考慮到節(jié)能，其水循環(huán)的水流是得到控制的，即依照能耗最小化的原則，在滿足冷卻效果的前提下，充分壓低能耗。
[0023]所述驅(qū)動放大器還與預(yù)充電模塊相連。該預(yù)充電模塊是為了保護(hù)本系統(tǒng)裝置，對電壓的啟動初期必須進(jìn)行檢測，并保證電壓在上升到設(shè)定值后才能正式開啟動力驅(qū)動模塊，這一設(shè)計方式有效地保護(hù)了動力驅(qū)動模塊而不至于在上電瞬間損壞。
[0024]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連，船載驅(qū)動器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置，在系統(tǒng)的標(biāo)定過程中測得系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向過程中的最高功率最高承受能力，并將本裝置的抗最高功率限定值保存，用以在驅(qū)動瞬間轉(zhuǎn)向過程中，不會由于快速反向而損壞到驅(qū)動管子。
[0025]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識別模塊相連，電壓識別模塊在這里非常重要，當(dāng)監(jiān)測到當(dāng)時母線電壓后，傳遞給主控制器，由主控制器調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，以保證瞬間功率輸出最大。
[0026]本發(fā)明的控制流程如下:
[0027]1、靈活選配電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的動力驅(qū)動模塊。當(dāng)船舶的動力推進(jìn)需求明確的情況下，選擇一種合適的功率的動力驅(qū)動模塊，然后選擇一種電壓等級(在本實施方式中，電壓等級范圍較大，是因為采用了可靈活更換的驅(qū)動模組)，這一電壓等級與所選的驅(qū)動模塊是相匹配的。
[0028]2、設(shè)置一種系統(tǒng)冷卻的方式方法和參數(shù)。在這一過程中，可以是自然風(fēng)冷的，也可以是利用船體表面冷卻(利用安置于水中部分)，將驅(qū)動器系統(tǒng)緊貼于船體的外殼，實施冷卻，在需要加大冷卻量的，即為利用循環(huán)水冷卻，值得一提的是，本實施方式的循環(huán)冷卻水，水流量是可調(diào)節(jié)的，是依照了熱量優(yōu)化、節(jié)能省電的原則來實施控制循環(huán)水冷卻的。
[0029]3、驅(qū)動控制。在本系統(tǒng)中配置了網(wǎng)絡(luò)接口，這一網(wǎng)絡(luò)接口與船載控制器的網(wǎng)絡(luò)接口相聯(lián)，在控制器給出的轉(zhuǎn)速參數(shù)后，驅(qū)動器即給出電機(jī)的電能，讓其依照給定量實施電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0030]4、在船舶航行過程中，由于驅(qū)動器一直與電動機(jī)配合運動(耗能)，所產(chǎn)生的熱量必將通過溫度檢測后的參數(shù)通過降溫措施的調(diào)節(jié)，滿足連續(xù)航行的需求，保證系統(tǒng)的連續(xù)可靠運行。
[0031]5、作為用于船舶的驅(qū)動控制器，其動態(tài)快速響應(yīng)特性(主要是瞬間的反向能力)必須滿足船舶的動態(tài)需求，在本裝置中，由船載驅(qū)動轉(zhuǎn)向功率方位限定裝置的標(biāo)定值，達(dá)到了這一快速響應(yīng)的目標(biāo)。
【主權(quán)項】
1.一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動放大器、隔離電源生成模塊和動力驅(qū)動模塊，其特征在于，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動放大器相連，所述驅(qū)動放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動放大器的輸出端連接有動力驅(qū)動模塊；所述動力驅(qū)動模塊與參數(shù)檢測模塊相連，所述參數(shù)檢測模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述參數(shù)檢測模塊包括電壓檢測模塊、電流檢測模塊和溫度監(jiān)測模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識別模塊相連；所述電壓識別模塊用于監(jiān)測母線電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動放大器還與預(yù)充電模塊相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，其特征在于，所述動力驅(qū)動模塊為可選的動力驅(qū)動模塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船載水冷式動力驅(qū)動器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動放大器、隔離電源生成模塊和動力驅(qū)動模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動放大器相連，所述驅(qū)動放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動放大器的輸出端連接有動力驅(qū)動模塊；所述動力驅(qū)動模塊與參數(shù)檢測模塊相連，所述參數(shù)檢測模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。本發(fā)明能夠有效利用流動的液體滿足冷卻效果，并且能充分壓低能耗。
【IPC分類】B63H21/38, B63H21/17
【公開號】CN105083513
【申請?zhí)枴緾N201510523252
【發(fā)明人】陸政德, 帥鴻元
【申請人】上海瑞華(集團(tuán))有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月24日