一种船舶液冷多逆变器控制系统技术方案

一种船舶液冷多逆变器控制系统，包括多个连接到公共直流母线的逆变器，每个逆变器与公共直流母线之间的供电回路上均连接预充电电路，每个逆变器均向一个电机提供三相交流电源；其中一个逆变器还通过正弦滤波器向循环冷却装置提供三相交流电源，所述循环冷却装置通过供液管路、回液管路与逆变器的液冷装置连接，所述循环冷却装置以及每个逆变器均通过网络与监控中心通讯连接。采用上述技术方案的本发明专利技术，多组船用逆变器采用液冷散热技术，无需配备额外的风机与空调，冷却液直接从输入管道流进逆变器内部的冷却盘管对其散热，能够有效提高系统的散热效率。

A ship liquid cooled multi inverter control system

A control system of ship cooling multi inverter, including a plurality of inverter connected to a common DC bus, power supply circuit between each inverter and DC bus are connected with the pre charge circuit of each inverter to motor provides a three-phase AC power supply; one inverter through sinusoidal filter provides a three-phase AC power supply to circulating cooling device, the circulating cooling device connected through the liquid cooling device of liquid supply pipe, liquid return pipe and the inverter, the circulating cooling device and each inverter and the monitoring center through the network communication connection. By adopting the technical scheme of the invention, the liquid cooling technology of multi ship inverter, with no additional fan and air conditioning, cooling liquid directly from the input pipeline into the inverter internal cooling coil to heat, can effectively improve the cooling efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种船舶液冷多逆变器控制系统
本专利技术属于船舶电气变频传动领域，尤其涉及一种船舶液冷多逆变器控制系统。
技术介绍
随着船舶节能环保和各种关键设备平滑控制要求提供，变频传动日益广泛应用于现代船舶传动领域。在船舶多电机交流调速传动系统中，所需要用到很多电机，每台电机都需要一台逆变器单独驱动。每个逆变器都有自己独立的整流装置，随着系统传动点的增多，大大增加了系统的扰动，而且也增加设备维护量与设备占地空间，采用共直流母线技术可大大改善这一缺点，将逆变器直接挂于直流母线上，采用预充电电路，减少整流模块，从而减少了设备的故障点，从而设备的整体控制水平得到了很大的提高。传统逆变器采用风冷散热，防护等级不高，依赖于有空气调节的舱室环境，逆变器功率较大，数量较多时，占用空间大，不适于在船舶高温高湿及狭小空间安装。
技术实现思路
基于上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种船舶多液冷逆变器控制系统，多组逆变器共直流母线供电，采用液体循环散热冷却，提高散热效率，节省设备安装空间，适用于较高的防护等级要求。本专利技术采用以下技术方案：一种船舶液冷多逆变器控制系统，包括多个连接到公共直流母线的逆变器，每个逆变器与公共直流母线之间的供电回路上均连接预充电电路，每个逆变器均向一个电机提供三相交流电源；其中一个逆变器还通过正弦滤波器向循环冷却装置提供三相交流电源，所述循环冷却装置通过供液管路、回液管路与逆变器的液冷装置连接，所述循环冷却装置以及每个逆变器均通过网络与监控中心通讯连接。还包括绝缘检测模块，所述绝缘检测模块包括设置在公共直流母线与每个逆变器之间供电回路上的非接触式电流检测器，和接收电流检测器检测到的信号的绝缘检测装置，所述绝缘检测装置与监控中心通信连接。所述每个逆变器均包括功率模块和控制模块；所述功率模块包括将接收的公共直流母线端的直流电源逆变为三相交流电源并输出给电机的逆变单元；所述控制模块包括微控制器，微处理器上连接有电机控制板、不少于一个的I/O扩展板和通讯模块，通讯模块与控制面板、监控中心进行通信连接，其中一个I/O扩展板与电机通信连接。所述逆变单元为IGBT。所述每个逆变器还包括检测模块，所述检测模块连接直流母线检测直流母线的电压，同时通过设置在逆变单元和电机之间的输电电路上的电流传感器检测输电回路上的电流，还通过与IGBT连接检测IGBT的温度；检测模块上还连接为测试模块供电的电源。所述通讯模块为RS485通讯模块，逆变器通过RS485通讯模块与远程的监控中心通讯连接。所述电机控制板和逆变单元之间的电路上设置有对信号进行放大的驱动电路。还包括逆变器柜，所述连接到公共直流母线的多个逆变器均设置在柜体内，并与柜体外部的循环冷却装置构成冷却循环；所述柜体内设置有用于固定逆变器的逆变器安装板，用于和循环冷却装置的供液回路连接的冷却液总输入管，用于和循环冷却装置的回液管路连接的冷却液总输出管；所述冷却液总输出管上连通有与逆变器的冷却液进口连接的冷却液分输入管，冷却液总输入管上连通与逆变器的冷却液出口连接的冷却液分输出管，所述冷却液风输入管和冷却液分输出管连通；所述冷却液分输入管和冷却液分输出管均不少于一个。所述柜体设置不少于一个的用于固定逆变器对逆变器进行散热的水冷板，所述冷却液进口和冷却液出口均设置在水冷板上。本专利技术的有益效果：（1）多组船用逆变器采用液冷散热技术，无需配备额外的风机与空调，冷却液直接从输入管道流进逆变器内部的冷却盘管对其散热，能够有效提高系统的散热效率。（2）逆变器安装钢板可靠近机柜门板安装，其逆变器安装孔位置不受冷却液流通管道的限制，使得逆变器安装更加灵活，提高机柜的紧凑性，减少了设备占地空间。由于不依赖空气对流及风机散热，有利于逆变器控制柜达到更高防护等级要求，适用于船舶配电系统。（3）多组液冷逆变器采用公共直流母线技术，设置预充电路环节，能够适用于较宽直流输入电压范围，减少了对船舶电网品质的要求，同时，节约了设备成本和安装空间。附图说明图1为逆变器原理图。图2为多液冷逆变器控制系统原理图。图3为循环冷却装置示意图。图4为液冷逆变器机柜内部主视图。图5为液冷逆变器基柜内部侧视图。具体实施方式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说明。本专利技术提供一种船舶液冷多逆变器控制系统，它是由逆变器控制系统和循环冷却装置组成的，逆变器采用直流供电，多组逆变器共直流母线，逆变器驱动多组电机，逆变器内部冷却管路连接到循环冷却装置，冷却装置提供的冷却液循环带走逆变器的热量。具体来说，它的结构示意可以如图1~4中所示。如图2所示，本专利技术提供的船舶液冷多逆变器控制系统，包括多个逆变器，多个逆变器均通过L+、L-两个端子与公共直流母线相连，所有逆变器的直流母线电压均一样。每个逆变器均连接一个电机并为电机输出三相交流电源作为动力。上述的逆变器控制系统中，直流电源直接逆变为三相交流电驱动异步电机，相较于传统的船舶多电气传动系统，直流母线系统具有节能、提高设备运行可靠性、减少设备维护量、故障率低等的优点。上述的控制系统中，在每个逆变器与公共直流母线之间的供电电路上，均连接有一个预充电电路。因为在调试或者检修逆变器控制系统时，经常需要接通或者断开逆变器，公共直流母线通过与充电电路连接逆变器，可以防止在其中一台或者几台逆变器断电后，无法接通直流母线电源，造成配电柜整体需要停电，所有逆变器均需要经历断电和重新上电的过程。作为一种实施方式，如图2所示，预充电电路连接在从公共直流母线向逆变器供电的回路上，包括并联的充电电阻R和接触器KM，充电电阻的数目根据需要设置，例如设置四个，四个充电电阻和一个接触器形成并联回路，并联回路通过一个断路器QF连接公共直流母线。具体工作时，当断路器QF闭合之后，经过充电电阻R给各逆变器提供电源进行充电，当充电结束后逆变器输出控制信号使接触器KM吸合，完成充电过程控制。系统中设置母线电压预充电环节延缓母线电压建立过程，防止公共直流母线上冲击电流损坏电力开关器件和母线，裁剪了整流单元，能够适用于较宽直流输入电压范围，减少了对船舶电网品质的要求，从而提高了设备运行可靠性，减少了设备安装维护量和设备占地面积，节约了设备成本。在多个逆变器中，其中一个逆变器通过正弦滤波器向一个循环冷却装置提供三相交流电源，而循环冷却装置通过供液回路、回液回路与逆变器的液冷装置连通进行冷却液的循环。循环冷却装置采用压缩机制冷方式制取冷却液，并由循环泵提供循环动力，使之在逆变器的液冷装置与循环冷却装置之间循环，从而带走负载发热器件的热量，逆变器发热部件安装在带有冷却盘管的水冷板上，多组逆变器冷却管路连接到液冷型逆变器柜的主管路，并与循环冷却装置的供液回路连接，实现热交换，起到散热作用。由于液冷型逆变器无需配额外的空调与风机，系统中只需增加了一个循环冷却装置，其系统设备占地空间少，具有良好的散热效果。如图4所示，为本专利技术循环冷却装置和液冷装置的原理框图。循环冷却装置包括控制区域和制冷供液区域，其中制冷供液区域包括冷凝器（优选水冷壳管式冷凝器）、压缩机、蒸发器、循环水泵、贮液箱等器件，循环冷却装置接收到开机命令后，通过船舶上的消防水泵给循环冷却装置冷侧供应冷却海水，壳式冷凝器与外部海水进行热交换，完成海水外部循环。循环冷却装置内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：包括多个连接到公共直流母线的逆变器，每个逆变器与公共直流母线之间的供电回路上均连接预充电电路，每个逆变器均向一个电机提供三相交流电源；其中一个逆变器还通过正弦滤波器向循环冷却装置提供三相交流电源，所述循环冷却装置通过供液管路、回液管路与逆变器的液冷装置连接，所述循环冷却装置以及每个逆变器均通过网络与监控中心通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：包括多个连接到公共直流母线的逆变器，每个逆变器与公共直流母线之间的供电回路上均连接预充电电路，每个逆变器均向一个电机提供三相交流电源；其中一个逆变器还通过正弦滤波器向循环冷却装置提供三相交流电源，所述循环冷却装置通过供液管路、回液管路与逆变器的液冷装置连接，所述循环冷却装置以及每个逆变器均通过网络与监控中心通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：还包括绝缘检测模块，所述绝缘检测模块包括设置在公共直流母线与每个逆变器之间供电回路上的非接触式电流检测器，和接收电流检测器检测到的信号的绝缘检测装置，所述绝缘检测装置与监控中心通信连接。3.根据权利要求1所述的一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：所述每个逆变器均包括功率模块和控制模块；所述功率模块包括将接收的公共直流母线端的直流电源逆变为三相交流电源并输出给电机的逆变单元；所述控制模块包括微控制器，微处理器上连接有电机控制板、不少于一个的I/O扩展板和通讯模块，通讯模块与控制面板、监控中心进行通信连接，其中一个I/O扩展板与电机通信连接。4.根据权利要求3所述的一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：所述逆变单元为IGBT。5.根据权利要求3所述的一种船舶液冷多逆变器控制系统，其特征在于：所述每个逆变器还包括检测模块，所述检测模块连接直流母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鑫，宋辉，谢战洪，马新科，陈华锋，于晓宁，王占强，张蕾，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一三研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41