專利名稱：船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—本實(shí)用新型涉及固定螺旋漿類船舶軸帶發(fā)電裝置。
二背景技術(shù)：
目前，在固定螺旋漿類船舶中，由于船舶航行的速度是由調(diào)節(jié)船舶推進(jìn)主機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，所以，船舶推進(jìn)主機(jī)的轉(zhuǎn)速是隨船舶的航行速度的改變而經(jīng)常變化，如果簡(jiǎn)單地從船舶推進(jìn)主機(jī)引出動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，則此發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電源頻率、電壓、功率也隨船舶推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，因此，該電源不能作為船舶電源直接供給船舶用電設(shè)備使用。當(dāng)然，它與可變漿類船舶和電力推進(jìn)類船舶不同，該類船舶的推進(jìn)主機(jī)是恒速運(yùn)行的，其軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)普通發(fā)電機(jī)。
近幾年來針對(duì)固定螺旋漿類船舶中的軸帶發(fā)電機(jī)裝置大致可分為頻率補(bǔ)償式軸帶發(fā)電裝置、行星齒輪機(jī)械式恒速軸帶發(fā)電裝置、電磁傳動(dòng)調(diào)速軸帶發(fā)電裝置等，這些軸帶發(fā)電裝置都存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功率容量小、速度變化范圍窄、可靠性及效率低等缺點(diǎn)，而且都不能滿足固定螺旋漿類船舶電源實(shí)際使用的需要。到目前為止，這些軸帶發(fā)電裝置還沒有形成可供固定螺旋漿類船舶實(shí)際、有效使用的系列產(chǎn)品。
三
實(shí)用新型內(nèi)容
—、為了克服用于固定螺旋漿類船舶的軸帶發(fā)電裝置已有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型提出了如下的技術(shù)解決方案本實(shí)用新型由變速裝置、同步發(fā)電機(jī)裝置、變流裝置、輸出開關(guān)裝置這四大部分組成，其特征在于從船舶推進(jìn)主機(jī)的主軸或副軸通過聯(lián)軸器引出動(dòng)力，經(jīng)變速裝置將船舶推進(jìn)主機(jī)的額定轉(zhuǎn)速變換為同步發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，該同步發(fā)電機(jī)所輸出的電源，經(jīng)變流裝置的整流電路整流變成直流電，再經(jīng)逆變橋電路逆變成交流電，該交流電經(jīng)正弦濾波器輸出。本實(shí)用新型只要適當(dāng)控制逆變橋電路的觸發(fā)時(shí)間、調(diào)制頻率以及調(diào)制度，則變流裝置輸出的電源只與控制設(shè)定值有關(guān)，與輸入電源無關(guān)，所以當(dāng)船舶推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，變流裝置輸出的仍是穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源，經(jīng)輸出開關(guān)裝置與船舶電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)船舶在航行過程中，由本軸帶發(fā)電機(jī)獨(dú)立供電或與船舶電網(wǎng)并網(wǎng)供電，由此供給船舶用電設(shè)備使用。
該裝置具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了、技術(shù)成熟可靠、功率容量范圍廣、速度變化范圍大，而且效率高、工作穩(wěn)定成熟、所輸出的電源穩(wěn)頻穩(wěn)壓等特點(diǎn)，并且可形成能完全滿足固定蠊旋漿類船舶實(shí)際使用需要的系列船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)產(chǎn)品。
四

圖1、是依據(jù)本實(shí)用新型提出的結(jié)構(gòu)原理圖2、是本實(shí)用新型中所述變流裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作進(jìn)一步描述本實(shí)用新型以船舶推進(jìn)主機(jī)為動(dòng)力，直接或間接帶動(dòng)一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，至
于固定螺旋槳類船舶在航行過程中，船舶推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而對(duì)同步發(fā)電機(jī)輸出電源頻率、電壓、功率這些電源質(zhì)量參數(shù)的影響，是通過連接在同步發(fā)電機(jī)電源輸出端，具有交流一直流——交流變換及穩(wěn)頻穩(wěn)壓自動(dòng)控制的變流裝置的自動(dòng)調(diào)整，從而輸出穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源，供給船舶用電設(shè)備使用。
在圖1和圉2中，本實(shí)用新型由^裝置1、同步發(fā)電機(jī)裝置2、變流裝置3、輸出開關(guān)裝置4這四大部分組成(如圖1所示)。從船舶推進(jìn)主機(jī)K的主軸或副軸通過聯(lián)軸器引出動(dòng)力，經(jīng)變速裝置1將船舶推進(jìn)主機(jī)K的額定轉(zhuǎn)速變換為同步發(fā)電機(jī)裝置2的額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，該同步發(fā)電機(jī)所輸出的電源，經(jīng)變流裝置3中的整流電路a整流變成直流電，再經(jīng)逆變橋電路b逆變成交流電，該交流電經(jīng)正弦濾波器c輸出。
本實(shí)用新型只要適當(dāng)控制逆變橋電路b的觸發(fā)時(shí)間、調(diào)制頻率以及調(diào)制度，則經(jīng)變流裝置3輸出的電源只與控制設(shè)定值有關(guān)，與輸入電源無關(guān)。所以當(dāng)船舶推進(jìn)主機(jī)K轉(zhuǎn)速變化時(shí)，變流裝置3輸出的仍是穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源，經(jīng)輸出開關(guān)裝置4與船舶電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)船舶在航行過程中，由本軸帶發(fā)電機(jī)獨(dú)立供電或與船舶電網(wǎng)并網(wǎng)供電，由此供給船舶用電設(shè)備使用。
以下對(duì)本實(shí)用新型船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)中的上述四大部分功能分別作補(bǔ)充說明
1、 變速裝置
考慮到不同轉(zhuǎn)速的船舶推進(jìn)主機(jī)K與同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的配合，需要設(shè)置變速裝置L該變速裝置3可以是齒輪變速箱或皮帶傳動(dòng)。
2、 同步發(fā)電機(jī)裝置
該同步發(fā)電機(jī)裝置2是一臺(tái)普通的4極、6極或多極同步發(fā)電機(jī)。該同步發(fā)電機(jī)能滿足低速運(yùn)行的特殊要求。
3、 變流裝置
該變流裝置3為電子逆變器裝置，是本軸帶發(fā)電機(jī)的核心裝置。其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。它由整流電路a、逆變橋電路b、正弦濾波器c、 CPU控制器d、同步檢測(cè)及電壓控制器"有功及無功調(diào)節(jié)器f、輔機(jī)頻率及電壓調(diào)節(jié)器g這些主要部分組成。其中
a、整流電路
4該整流電路a是將由同步發(fā)電機(jī)輸出的三相交流電源整流變成直流電源供給逆變橋電路b。該整流電路a可采用二極管不可控整流器或晶閘管半可控整流器或lGBT全控整流器o
b、 逆變橋電路
該逆變橋電路b是將直流電源變換成為正弦脈寬調(diào)制的三相SPWM電源供給正弦濾波器c。其電源的頻率、相位角、電壓幅值由CPU控制器d控制。該逆變橋電路b采用三相全橋逆變電路或三個(gè)單相逆變橋并聯(lián)的型式，而其中的功率開關(guān)器件采用IGBT或可控硅元件。
c、 正弦濾波器
該正弦濾波器c是將逆變橋電路b輸出的三相SPWM電源濾波成正弦波電源輸出。該正弦濾波器c采用LC或LCL濾波型式。
d、 CPU控制器
該CPU控制器d是變流裝置3的程序中央處理器，它接收所有的控制信息，通過運(yùn)算處理產(chǎn)生三相SPWM控制脈沖,驅(qū)動(dòng)逆變橋電路b中的功率開關(guān)器件，輸出SPWM電源。該CPU控制器d采用DSP專用數(shù)字信號(hào)處理芯片。
e、 同步檢湖及電壓控制器
該同步檢測(cè)及電壓控制器e通^T船舶電網(wǎng)電源及變流裝置3的輸出電源檢測(cè)，經(jīng)Park轉(zhuǎn)換產(chǎn)生有功分量、無功分量、頻率、相位角等控制信息，這些控制信息與設(shè)定值進(jìn)行PI運(yùn)算，從而使變流裝置3輸出的電源與船舶電網(wǎng)電源完全同步并且穩(wěn)頻穩(wěn)壓。
f、 有功及無功調(diào)節(jié)器
該有功及無功調(diào)節(jié)器f通過自動(dòng)或人工操作獨(dú)立調(diào)節(jié)變流裝置3的有功功率及無功功率輸出，實(shí)現(xiàn)本軸帶發(fā)電機(jī)與船舶輔機(jī)之間的功率負(fù)荷無縫轉(zhuǎn)移，以及無沖擊與船舶電網(wǎng)并網(wǎng)。
g、 輔機(jī)頻率及電壓調(diào)節(jié)器
該輔機(jī)頻率及電壓調(diào)節(jié)器g通過自動(dòng)或人工操作調(diào)節(jié)船舶輔機(jī)的油門和勵(lì)
軸帶發(fā)i機(jī)之間的功率負(fù)荷無縫轉(zhuǎn)移，以及無沖擊與船舶4網(wǎng)并網(wǎng)。4、輸出開關(guān)裝置
^輸出開關(guān)裝置4實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)智能型斷路器開關(guān)，通過自動(dòng)或人工合閘/分閘將本軸帶發(fā)電機(jī)與船舶電網(wǎng)連接/分離，并具有保護(hù)電網(wǎng)功能。
本實(shí)用新型在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)船舶駛離港口正常航行時(shí)，船舶推進(jìn)主機(jī)K經(jīng)變速裝置3帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)裝置2輸出電力，該電力輸入到變流裝置3，經(jīng)變流裝置3中的整流電路a整流成直流電源供給逆變橋電路b;此時(shí)，通過同步檢測(cè)及電壓控制器e對(duì)船舶電網(wǎng)的檢測(cè)，經(jīng)CPU控制器d的運(yùn)算控制，產(chǎn)生與船舶電網(wǎng)完全同步的三相SPWM控制脈沖,驅(qū)動(dòng)逆變橋電路b中的功率開關(guān)器件，經(jīng)正弦自器c濾波后輸出與船舶電網(wǎng)完全同步的三相穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源;并給輸出開關(guān)裝置4發(fā)出合閘指令，通過自動(dòng)或人工操作將本軸帶發(fā)電機(jī)并入船舶電網(wǎng)；通過有功及無功調(diào)節(jié)器f調(diào)節(jié)本軸帶發(fā)電機(jī)的有功功率及無功功率的輸出，將船舶電網(wǎng)的負(fù)荷功率全部或部分轉(zhuǎn)移到本軸帶發(fā)電機(jī)，此時(shí)，可關(guān)閉船
當(dāng)船舶駛?cè)敫劭谛桕P(guān)閉本軸帶發(fā)電機(jī)而重新啟動(dòng)船舶輔機(jī)供電時(shí)，機(jī)頻率及電壓調(diào)節(jié)器g微調(diào)船舶輔機(jī)電源的頻率和電壓，使其與本軸帶發(fā)電機(jī)電源同步后并入船舶電網(wǎng)，通過有功及無功調(diào)節(jié)器f調(diào)節(jié)本軸帶發(fā)電機(jī)的有功功率及無功功率的輸出，將本軸帶發(fā)電機(jī)的全部功率負(fù)荷轉(zhuǎn)移到船舶輔機(jī)，此時(shí)，可關(guān)閉糊帶發(fā)電機(jī)，由船舶輔機(jī)獨(dú)立供電。
以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)J^普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這也視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)，包含有同步發(fā)電機(jī)裝置(2)，其特征在于本軸帶發(fā)電機(jī)由變速裝置(1)、同步發(fā)電機(jī)裝置(2)、變流裝置(3)、輸出開關(guān)裝置(4)組成，所述變速裝置(1)連接于同步發(fā)電機(jī)裝置(2)，所述同步發(fā)電機(jī)裝置(2)連接于變流裝置(3)，所述變流裝置(3)連接于輸出開關(guān)裝置(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)，辦征在于本軸帶發(fā)電機(jī)利用船舶推進(jìn)主機(jī)(K)動(dòng)力通過變速裝置(1)驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)裝置(2),由同步發(fā)電機(jī)裝置(2)輸出的電源輸入變流裝置(3)，通過變流裝置(3)的交流~~H流——交流變換及穩(wěn)頻穩(wěn)壓的自動(dòng)控制，輸出三相穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源，經(jīng)輸出開關(guān)裝置(4)與船舶電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)船舶在航行過程中，由本軸帶發(fā)電機(jī)獨(dú)立供電或與船舶電網(wǎng)并網(wǎng)供電。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種全功率逆變式的船舶軸帶發(fā)電機(jī)裝置，具體是船用逆變式軸帶發(fā)電機(jī)。其以船舶推進(jìn)主機(jī)為動(dòng)力，直接或間接帶動(dòng)一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，至于船舶在航行過程中船舶推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而對(duì)同步發(fā)電機(jī)輸出電源頻率、電壓、功率這些電源質(zhì)量參數(shù)的影響，是通過連接在同步發(fā)電機(jī)電源輸出端的變流裝置的自動(dòng)調(diào)整，從而輸出穩(wěn)頻穩(wěn)壓正弦波電源，供給船舶用電設(shè)備使用。它能使船舶在航行過程中關(guān)閉船舶輔機(jī)——柴油發(fā)電機(jī)，從而大大降低船舶運(yùn)行費(fèi)用和減少廢氣排放。它還具有軸帶發(fā)電機(jī)與船舶輔機(jī)功率負(fù)荷的無縫轉(zhuǎn)移，以及當(dāng)船舶輔機(jī)功率不足時(shí)可與軸帶發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間并聯(lián)運(yùn)行使用的效能。該裝置可廣泛用于固定螺旋漿類船舶發(fā)電系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H02P27/04GK201430498SQ20092005989
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者吳毅強(qiáng) 申請(qǐng)人:江門市安利電源工程有限公司