一种船舶轴带发电系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种船舶轴带发电系统及其控制方法，解决了现有技术存在的无法实现无刷双馈电机定子发电电压和频率与船舶电站的电压和频率的无缝切换和当船舶负载发生突变时系统无法实现平稳运行的问题。本系统主要包括并网装置（11）、输入滤波单元（12）、网侧功率单元（13）、机侧功率单元（14）、输出电抗器（15）和控制系统（17），并网装置通过输入滤波单元与网侧功率单元连接，机侧功率单元通过输出电抗器控制绕组（3）连接，网侧功率单元和机侧功率单元背靠背连接，工业PC（18）分别采集无刷双馈电机的电流、电压、转速及汇流排电压，对船舶轴带发电系统进行稳定控制。本发明的控制方法采用了矢量控制算法，适合用于船舶轴带发电系统中。

主权项

一种船舶轴带发电系统，包括船舶电站（4）、汇流排（9）、船舶负载（10）、并网装置（11）、输入滤波单元（12）、网侧功率单元（13）、机侧功率单元（14）、输出电抗器（15）、无刷双馈电机（1）和控制系统（17），其特征在于，船舶电站（4）中主发电机（5）的三相输出端通过电控主开关（7）与汇流排（9）连接，汇流排（9）通过并网装置（11）中的主断路器（37）与输入滤波单元（12）的输入端连接，输入滤波单元（12）的输出端与网侧功率单元（13）的三相交流输入端连接，网侧功率单元（13）是由第一双管绝缘栅双极型晶体管（29）、第二双管绝缘栅双极型晶体管（30）和第三双管绝缘栅双极型晶体管（31）按三相桥式全控整流电路组成的，网侧功率单元（13）的直流输出端与机侧功率单元（14）的直流输入端连接，机侧功率单元（14）是由第四双管绝缘栅双极型晶体管（34）、第五双管绝缘栅双极型晶体管（35）和第六双管绝缘栅双极型晶体管（36）按三相桥式全控逆变电路组成的，机侧功率单元（14）的交流输出端与输出电抗器（15）的输入端连接，输出电抗器（15）的输出端与无刷双馈电机（1）的控制绕组（3）连接，无刷双馈电机（1）的功率绕组（2）通过并网装置（11）中的并网断路器（32）与汇流排（9）连接，船舶负载（10）通过船舶负载电控开关（38）与汇流排（9）连接；网侧功率单元（13）的控制接口通过中央处理单元（17）中的电力接口电路（19）与中央处理单元（17）中的工业PC（18）连接，机侧功率单元（14）的控制接口通过中央处理单元（17）中的电力接口电路（19）与中央处理单元（17）中的工业PC（18）连接，控制绕组（3）的三相电流通过第一个三相电流检测模块（25）与电力接口电路（19）连接，无刷双馈电机（1）的转速通过光电编码器（24）与电力接口电路（19）连接，功率绕组（2）的三相电流通过第二个三相电流检测模块（23）与电力接口电路（19）连接，功率绕组（2）的三相电压通过第一个三相电压检测模块（22）与电力接口电路（19）连接，汇流排（9）的三相电压通过第二个三相电压检测模块（21）与电力接口电路（19）连接，网侧功率单元（13）的直流输出端通过直流电压检测模块（16）与电力接口电路（19）连接，网侧功率单元（13）的直流输出端与泄荷电路（26）的直流输入端连接，泄荷电路（26）的控制接口与电力接口电路（19）连接；电控主开关（7）、备用电控主开关（8）、主断路器（37）和并网断路器（32）与中央处理单元（17）电连接。