一种绞吸式挖泥船用多相变流器制造技术

本发明专利技术涉及绞吸式挖泥船系统中的整流逆变装置，具体为一种吸式挖泥船多相电机用变流器，包括整流电路、预充电电路、续流电路、滤波电路、制动电路、放电电路、逆变电路、检测电路；所述预充电电路包括接触器KM1、触器KM2、二极管D1、预充电电阻R1；所述滤波电路包括滤波电感L、滤波电容C1和滤波电容C2；所述续流电路包括二极管D2和电阻R2；所述制动电路包括制动IGBT、制动电阻、熔断器、缓冲电容，逆变电路包括IPM模块、吸收电容组；本发明专利技术解决了现有绞吸式挖泥船的变频电力驱动系统电压等级多、设备维护成本高、低速转矩脉动大、噪音大、变流器冗余功能差等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及绞吸式挖泥船泥浆泵、水下泵、推进及铰刀电机用变流器，具体为一种绞吸式挖泥船用多相变流器。
技术介绍
绞吸挖泥船作为专业疏浚工具被广泛应用于港口、航道疏浚及吹填工程，它是利用船体桥架前端旋转的绞刀装置，将河(海)底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起的泥沙物料，借助强大的泵力，输送到6公里左右或者更远的区域，它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，可以一次连续完成，是一种良好的施工机械。绞吸挖泥船的施工设备及驱动系统主要是水下泥泵和绞刀。水下泥泵的主要驱动方式有液压驱动、柴油机直接驱动、电轴驱动和变频电力驱动。采用电力变频驱动有如下优点：其一效率较之液压系统大幅提高，可达85%左右；其二采用电动机驱动，系统安全可靠；其三泥泵的启动、调速通过控制变流器完成，方便灵活；其四变频电力驱动的电站为全船共用电站，并非像电轴那样为独立的电站；其五变频电力驱动的调速范围远比电轴驱动要大，理论上可以做到0~100%转速恒扭矩，而电轴只是在85%~100%转速范围可以做到恒扭矩。但由于桥架电机和横移电机功率一般只有几百个kW，常采用690V系统；而泥泵电机、铰刀电机一般在几兆瓦，常采用2800V系统，这样绞吸式挖泥船电力系统需要多种型号的发电机、移相变压器和各类开关等，造成组网、维护等诸多不便。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有绞吸式挖泥船的变频电力驱动系统电压等级多、设备维护成本高、低速转矩脉动大、噪音大、变流器冗余功能差等缺点，提供了一种绞吸式挖泥船用多相变流器供水下泵电机和铰刀电机使用。本专利技术是采用如下的技术方案实现的：一种绞吸式挖泥船用多相变流器，包括整流电路、预充电电路、续流电路、滤波电路、制动电路、放电电路、逆变电路和检测电路；预充电电路包括第一接触器KM1，第一接触器KM1的触点的左端和整流电路的正输出端连接，并和第二接触器KM2的左端连接，第二接触器KM2的右端和二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极通过第一电阻R1和第一接触器KM1的触点的右端连接；续流电路包括续流电阻R2和续流二极管D2；续流二极管D2的阳极和整流电路的负输出端连接，续流二极管D2的阴极通过续流电阻R2和第一接触器KM1的触点的右端连接；滤波电路包括滤波电感L、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2；滤波电感L的左端与第一接触器KM1的触点的右端连接，第一滤波电容C1的一端和滤波电感L的右端连接，第一滤波电容C1的另一端与整流电路的负输出端连接，第二滤波电容C2的一端和滤波电感L的右端连接，第二滤波电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接；制动电路包括第一制动IGBT1、第二制动IGBT2、制动电阻Re、熔断器QF、缓冲电容C3；第一制动IGBT1的集电极与滤波电感L的右端连接，第一制动IGBT1的栅极和第一制动IGBT1的发射极连接，第一制动IGBT1的发射极和第二制动IGBT2的集电极连接，第二制动IGBT2的发射极和整流电路的负输出端连接，制动电阻Re的左端和滤波电感L的右端连接，制动电阻Re的右端和熔断器QF的一端连接，熔断器QF的另一端和第一制动IGBT1的栅极连接，缓冲电容C3的一端和滤波电感L的右端连接，缓冲电容C3的另一端和整流电路的负输出端连接；放电电路包括第三接触器KM3和第三电阻R3；第三接触器KM3的触点的一端和滤波电感L的右端连接，第三接触器KM3的触点的另一端通过第三电阻R3和整流电路的负输出端连接；逆变电路包括第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6、第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组；第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的正输入端都和滤波电感L的右端连接，第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的负输入端都和整流电路的负输出端连接，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组都由两个电容并联构成，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组的一端都和滤波电感L的右端连接，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组的另一端都和整流电路的负输出端连接，第一吸收电容组连接在第一IPM模块T1和第二IPM模块T2之间，第二吸收电容组连接在第二IPM模块T2和第三IPM模块T3之间，第三吸收电容组连接在第三IPM模块T3和第四IPM模块T4之间，第四吸收电容组连接在第四IPM模块T4和第五IPM模块T5之间，第五吸收电容组连接在第五IPM模块T5和第六IPM模块T6之间，第六吸收电容组连接在第六IPM模块T6和第三接触器KM3的触点之间，第一IPM模块T1、第二IPM模块T2和第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的输出端作为变流器的六相输出端。使用时，整流电路前端的移相变压器输入端连接柴油发电机组，整流电路的输入端和移相变压器的输出端连接，变流器中的第一IPM模块、第二IPM模块、第三IPM模块、第四IPM模块、第五IPM模块和第六IPM模块的输出端和推进电机连接，第一IPM模块、第二IPM模块、第三IPM模块、第四IPM模块、第五IPM模块和第六IPM模块的开关信号输入端和控制单元驱动信号输出端连接，变流器中第一接触器KM1的线圈和控制单元的输出端连接，第二接触器KM2的线圈和控制单元的输出端连接，第二制动IGBT2的控制端和控制单元连接，电机通过轴系与水下泵或者铰刀连接；变流器的工作原理如下：柴油发电机组发出三相交流电，所发出的三相交流电通过移相变压器进入整流电路进行整流，整流后的直流电通过滤波电路进行滤波，滤波后的直流电通过逆变电路进行逆变，逆变后的三相交流电提供给推进电机，推进电机直接驱动螺旋桨，螺旋桨由此推动内河运输船航行；在此过程中，预充电电路的作用如下：控制单元检测到启动信号且检测第一滤波电容C1的电压低于设定值时，控制单元输出电压给第二接触器KM2的线圈，第二接触器KM2的触点闭合，接触器KM2主触头闭合，整流后的直流电压依次经二极管D1、第一电阻R1向第一滤波电容C1和第二滤波电容C2逐渐充电，由此防止第一滤波电容C1和第二滤波电容C2产生过大充电电流，进而保护滤波电路，当第一滤波电容C1和第二滤波电容C2的电压达到设定值时，控制单元不输出电压到第二接触器KM2的线圈，第二接触器KM2的触点断开，同时输出电压给第一接触器KM1的线圈，第一接触器KM1的触点闭合，整流后的直流电压通过滤波电路进行滤波；续流电路的作用如下：当变流器故障停机，但电机仍然旋转，电容C上的能量通过续流二极管D2、续流电阻R2和滤波电感L形成回路释放；制动电路的作用如下：当滤波后的直流电压因内河运输船减速或其它情况而过高时，控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绞吸式挖泥船用多相变流器，其特征在于包括整流电路、预充电电路、续流电路、滤波电路、制动电路、放电电路、逆变电路和检测电路；预充电电路包括第一接触器KM1，第一接触器KM1的触点的左端和整流电路的正输出端连接，并和第二接触器KM2的左端连接，第二接触器KM2的右端和二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极通过第一电阻R1和第一接触器KM1的触点的右端连接；续流电路包括续流电阻R2和续流二极管D2；续流二极管D2的阳极和整流电路的负输出端连接，续流二极管D2的阴极通过续流电阻R2和第一接触器KM1的触点的右端连接；滤波电路包括滤波电感L、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2；滤波电感L的左端与第一接触器KM1的触点的右端连接，第一滤波电容C1的一端和滤波电感L的右端连接，滤波电容C1的另一端与整流电路的负输出端连接，第二滤波电容C2的一端和滤波电感L的右端连接，第二滤波电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接；制动电路包括第一制动IGBT1、第二制动IGBT2、制动电阻Re、熔断器QF、缓冲电容C3；第一制动IGBT1的集电极与滤波电感L的右端连接，第一制动IGBT1的栅极和第一制动IGBT1的发射极连接，第一制动IGBT1的发射极和第二制动IGBT2的集电极连接，第二制动IGBT2的发射极和整流电路的负输出端连接，制动电阻Re的左端和滤波电感L的右端连接，制动电阻Re的右端和熔断器QF的一端连接，熔断器QF的另一端和第一制动IGBT1的栅极连接，缓冲电容C3的一端和滤波电感L的右端连接，缓冲电容C3的另一端和整流电路的负输出端连接；放电电路包括第三接触器KM3和第三电阻R3；第三接触器KM3的触点的一端和滤波电感L的右端连接，第三接触器KM3的触点的另一端通过第三电阻R3和整流电路的负输出端连接；逆变电路包括第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6、第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组；第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的正输入端都和滤波电感L的右端连接，第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的负输入端都和整流电路的负输出端连接，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组都由两个电容并联构成，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组的一端都和滤波电感L的右端连接，第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组的另一端都和整流电路的负输出端连接，第一吸收电容组连接在第一IPM模块T1和第二IPM模块T2之间，第二吸收电容组连接在第二IPM模块T2和第三IPM模块T3之间，第三吸收电容组连接在第三IPM模块T3和第四IPM模块T4之间，第四吸收电容组连接在第四IPM模块T4和第五IPM模块T5之间，第五吸收电容组连接在第五IPM模块T5和第六IPM模块T6之间，第六吸收电容组连接在第六IPM模块T6和第三接触器KM3的触点之间，第一IPM模块T1、第二IPM模块T2和第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6的输出端作为变流器的六相输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种绞吸式挖泥船用多相变流器，其特征在于包括整流电路、预充电电路、续流电路、滤波电路、制动电路、放电电路、逆变电路和检测电路；预充电电路包括第一接触器KM1，第一接触器KM1的触点的左端和整流电路的正输出端连接，并和第二接触器KM2的左端连接，第二接触器KM2的右端和二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极通过第一电阻R1和第一接触器KM1的触点的右端连接；续流电路包括续流电阻R2和续流二极管D2；续流二极管D2的阳极和整流电路的负输出端连接，续流二极管D2的阴极通过续流电阻R2和第一接触器KM1的触点的右端连接；滤波电路包括滤波电感L、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2；滤波电感L的左端与第一接触器KM1的触点的右端连接，第一滤波电容C1的一端和滤波电感L的右端连接，滤波电容C1的另一端与整流电路的负输出端连接，第二滤波电容C2的一端和滤波电感L的右端连接，第二滤波电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接；制动电路包括第一制动IGBT1、第二制动IGBT2、制动电阻Re、熔断器QF、缓冲电容C3；第一制动IGBT1的集电极与滤波电感L的右端连接，第一制动IGBT1的栅极和第一制动IGBT1的发射极连接，第一制动IGBT1的发射极和第二制动IGBT2的集电极连接，第二制动IGBT2的发射极和整流电路的负输出端连接，制动电阻Re的左端和滤波电感L的右端连接，制动电阻Re的右端和熔断器QF的一端连接，熔断器QF的另一端和第一制动IGBT1的栅极连接，缓冲电容C3的一端和滤波电感L的右端连接，缓冲电容C3的另一端和整流电路的负输出端连接；放电电路包括第三接触器KM3和第三电阻R3；第三接触器KM3的触点的一端和滤波电感L的右端连接，第三接触器KM3的触点的另一端通过第三电阻R3和整流电路的负输出端连接；逆变电路包括第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM模块T6、第一吸收电容组、第二吸收电容组、第三吸收电容组、第四吸收电容组、第五吸收电容组和第六吸收电容组；第一IPM模块T1、第二IPM模块T2、第三IPM模块T3、第四IPM模块T4、第五IPM模块T5、第六IPM...

【专利技术属性】
技术研发人员：余华，尚林岳，李岩，邹会杰，牛剑博，景晓东，陶良慧，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14