一种用于船舶岸电系统的整流电路技术方案

本发明专利技术公开一种用于船舶岸电系统的整流电路。该电路包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；所述第一桥臂和所述第二桥臂并联；所述第二桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂包括若干个整流模块；两个平波电抗器串联在所述第一桥臂的中间位置；所述整流模块包括整流单元和电容，所述整流单元和电容为并联结构，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂内的所述整流模块个数相等；所述整流单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和全桥整流子单元。采用本发明专利技术的整流电路能够将电网中的交流电转换为岸电系统中所需要的中压直流电，并使得直流电能够稳定输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶岸电系统领域，特别是涉及一种用于船舶岸电系统的整流电路。
技术介绍
随着经济的快速发展、港口建设步伐的加快，越来越多的船舶停靠在港口。仅上海港平均每天大型船舶就有169艘，小船更是不计其数，这些到港船舶停靠在码头需要燃烧大量重油(或柴油)发电，烟囱到处“流动”，所产生的污染与城市环境保护的矛盾已经越来越突出，据统计，上海港每年由于靠港大型船舶油料发电带来的排放有害物质3.38万吨、二氧化碳91.24万吨。港口城市由于停靠船舶油料发电产生废气污染比其他城市平均多25％，为此国际港口中心城市节能减排形势更为严峻，从减少空气污染及减少二氧化碳排放角度出发，国际间开始推动港口岸电，提供停靠船舶使用岸上供电，避免靠港时使用柴油机。各个国家的船舶，除特种船外，船舶的交流电制基本为：三相交流450V/60Hz、三相交流6.6kV/60Hz和400V/50Hz，因此，国际上现存的岸电方式大体上包括：低压岸电/低压船舶供电、高压岸电/低压船舶、高压岸电/高压船舶三种方式，由于我国电网频率为50Hz，与大多数停靠码头的船舶电制频率不同，加上上海港业务繁忙，岸电供电工程不能对基础建设有大改动，不宜采用固定式岸电或趸船式供电。因此设计一套移动式变频变压供电系统对应用多个泊位或码头，将我国港口电网交流电变换成适合于外国船舶60Hz交流电、国内部分船舶50Hz交流电，实现50Hz/60Hz双频供电是最佳方案。但是交流电的电压不稳定，并且中压直流电网母线需要的是直流电压，不能使得直流母线电压的稳定输出。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于船舶岸电系统的整流电路，能够将电网中的交流电转换为岸电系统中所需要的直流电，并使得直流电能够稳定输出。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种用于船舶岸电系统的整流电路，包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；所述第一桥臂和所述第二桥臂并联；所述第二桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂包括若干个整流模块；两个平波电抗器串联在所述第一桥臂的中间位置；所述整流模块包括整流单元和电容，所述整流单元和电容为并联结构，所述整流模块正极、负极依次相连；所述第一桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第二桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第二桥臂的中间位置；所述第二桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第三桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第三桥臂的中间位置；所述第三桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂内的所述整流模块个数相等；所述整流单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和全桥整流子单元；所述第一三极管的发射极分别与所述第一二极管的正极、所述第二三极管的集电极、所述全桥整流子单元的一端相连；所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的负极、第一电容的一端相连；所述第一三极管、所述第二三极管的基极由控制电路产生的PWM脉冲控制。所述第二三极管的发射极分别与所述第二二极管的正极、所述第二电容的一端相连；所述第二三极管的集电极与所述第二二极管的负极相连；所述全桥整流子单元的另一端分别与所述第一电容的另一端、第二电容的另一端相连。可选的，所述全桥整流子单元包括：第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三三极管；所述第三三极管的集电极分别与所述第三二极管的负极、所述第四二极管的负极相连；所述第三三极管的发射极分别与所述第五二极管的正极、所述第六二极管的正极相连；所述第三二极管的正极与所述第五二极管的负极相连；所述第四二极管的正极与所述第六二极管的负极相连。可选的，还包括：三相交流电源；所述三相交流电源中的a相连接在所述第一桥臂内的两个平波电抗器的中点位置；所述三相交流电源中的b相连接在所述第二桥臂内的两个平波电抗器的中点位置；所述三相交流电源中的c相连接在所述第三桥臂内的两个平波电抗器的中点位置。可选的，还包括若干个电压平衡模块；所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂上的每一个整流模块分别与一个电压平衡模块相连；不同的所述整流模块所连接的所述电压平衡模块是不同的。可选的，还包括：所述电压平衡模块通过光纤与光纤接口相连。可选的，还包括：脉冲发生模块、平均电压模块；所述脉冲发生模块和所述平均电压模块与所述光纤接口相连。可选的，具体包括：所述第一桥臂内的整流模块个数为100；所述第二桥臂内的整流模块个数为100；所述第三桥臂内的整流模块个数为100。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过在各个桥臂上设置若干个整流模块，这种三相桥式整流器的拓扑结构，可以实现直流母线电压的稳定，同时还可以实现电网能量的优化。每个整流模块均与电容并联，采用这种新型的分布式电容电压控制方式，通过该控制方式保证不同整流模块电压均衡，从而保证直流母线电压的稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例整流电路示意图；图2为本专利技术实施例整流单元拓扑图；图3为本专利技术实施例分布式电容电压控制图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种用于船舶岸电系统的整流电路，能够将电网中的交流电转换为岸电系统中所需要的直流电，并使得直流电能够稳定输出。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例整流电路示意图，如图1所示，一种用于船舶岸电系统的整流电路，包括：第一桥臂101、第二桥臂102、第三桥臂103；所述第一桥臂101和所述第二桥臂102并联；所述第二桥臂102和所述第三桥臂103并联；所述第一桥臂101和所述第三桥臂103并联；所述第一桥臂101包括若干个整流模块；两个平波电抗器串联在所述第一桥臂的中间位置；所述整流模块包括整流单元和电容，所述整流单元和电容为并联结构，所述整流模块正极、负极依次相连；所述第一桥臂101内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第二桥臂102包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第二桥臂的中间位置；所述第二桥臂102内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第三桥臂103包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第三桥臂的中间位置；所述第三桥臂103内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第一桥臂101、所述第二桥臂102和所述第三桥臂103内的所述整流模块个数相等；即所述第一桥臂内的整流模块个数为100；所述第二桥臂内的整流模块个数为100；所述第三桥臂内的整流模块个数为100；其中，n的大小取决于中压等级，比如中压等级为5000V，每个整流单元的电压是50V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于船舶岸电系统的整流电路，其特征在于，包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；所述第一桥臂和所述第二桥臂并联；所述第二桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂包括若干个整流模块；两个平波电抗器串联在所述第一桥臂的中间位置；所述整流模块包括整流单元和电容，所述整流单元和电容为并联结构，所述整流模块正极、负极依次相连；所述第一桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第二桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第二桥臂的中间位置；所述第二桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第三桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第三桥臂的中间位置；所述第三桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂内的所述整流模块个数相等；所述整流单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和全桥整流子单元；所述第一三极管的发射极分别与所述第一二极管的正极、所述第二三极管的集电极、所述全桥整流子单元的一端相连；所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的负极、第一电容的一端相连；所述第一三极管、所述第二三极管的基极由控制电路产生的PWM脉冲控制。所述第二三极管的发射极分别与所述第二二极管的正极、所述第二电容的一端相连；所述第二三极管的集电极与所述第二二极管的负极相连；所述全桥整流子单元的另一端分别与所述第一电容的另一端、第二电容的另一端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种用于船舶岸电系统的整流电路，其特征在于，包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；所述第一桥臂和所述第二桥臂并联；所述第二桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂和所述第三桥臂并联；所述第一桥臂包括若干个整流模块；两个平波电抗器串联在所述第一桥臂的中间位置；所述整流模块包括整流单元和电容，所述整流单元和电容为并联结构，所述整流模块正极、负极依次相连；所述第一桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第二桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第二桥臂的中间位置；所述第二桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第三桥臂包括若干个所述整流模块；两个平波电抗器串联在所述第三桥臂的中间位置；所述第三桥臂内的所述整流模块的个数为偶数个；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂内的所述整流模块个数相等；所述整流单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和全桥整流子单元；所述第一三极管的发射极分别与所述第一二极管的正极、所述第二三极管的集电极、所述全桥整流子单元的一端相连；所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的负极、第一电容的一端相连；所述第一三极管、所述第二三极管的基极由控制电路产生的PWM脉冲控制。所述第二三极管的发射极分别与所述第二二极管的正极、所述第二电容的一端相连；所述第二三极管的集电极与所述第二二极管的负极相连；所述全桥整流子单元的另一端分别与所述第一电容的另一端、第二电容的另一端相连。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢珍建，郭燚，韩俊，归三荣，宋天立，王哲，李琥，史静，傅质馨，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司经济技术研究院，上海海事大学，国家电网公司，河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32