一种高性能永磁推进系统拓扑技术方案

本发明专利技术公开了一种高性能永磁推进系统拓扑，由永磁电机和变频驱动装置组成；所述的永磁电机为

【技术实现步骤摘要】
一种高性能永磁推进系统拓扑
本专利技术属于船舶电力推进领域，具体涉及一种船舶用高性能永磁推进系统拓扑。
技术介绍
船舶推进方式包括机械推进和电力推进两种。机械推进是由燃气机、柴油机等原动机通过齿轮箱、轴系直接推动推进器的推进方式。电力推进是将传统相互独立的机械推进系统和电力系统以电能的形式合二为一，综合利用船舶电站向全船提供推进动力、辅机和日用电力的一种推进方式。与传统机械推进方式相比，电力推进方式主要具有布局灵活、有效利用空间多、操纵灵活、机动性能好、全寿命费用低、维护工作量少、易于获得理想的拖动特性、低振动噪声、环境更舒适等优点，是船舶动力发展的主流趋势之一。永磁电机推进系统是电力推进系统重要的发展方向之一，在船舶应用中越来越广泛。目前，常规的船舶永磁推进系统，一般由三相永磁电机和三相变频驱动装置组成，存在系统运行冗余度低、永磁电机转矩脉动大、振动噪声相对较高等缺点。在一些特殊应用场合，出现了利用低压多相永磁电机推进技术来提高推进系统的性能，但低压多相永磁电机推进技术存在输入电压相对较低、输出功率等级有限等缺点，难以全面满足用户使用需求。
技术实现思路
为了克服常规三相永磁电机推进系统运行冗余度较低、转矩脉动较大、振动噪声较高，以及低压多相永磁电机推进系统输入电压相对较低、输出功率等级有限等方面的不足，本专利技术提供了一种高性能永磁推进系统拓扑。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能永磁推进系统拓扑，由永磁电机和变频驱动装置组成；所述的永磁电机为相电机，其每相绕组分为组，每一组的三相（或五相）绕组依次互差电角度，三相（或五相）绕组为星型连接方式；所述的变频驱动装置包括对称设置的主回路左通道和主回路右通道，每个通道均包括个构成相同的主回路支路，每个主回路支路均由一个（当时，；当时，）相三电平桥臂单元和一个相滤波单元组成，每个相三电平桥臂单元的输出端分别与对应的相滤波单元的输入端连接；所述主回路左通道的个主回路支路由直流供电电源一供电，所述主回路右通道的个主回路支路由直流供电电源二供电。所述的一种高性能永磁推进系统拓扑，其永磁电机的每相绕组均为集中整距绕组。所述的一种高性能永磁推进系统拓扑，其每个三电平桥臂单元构成相同，均由个二极管嵌位型三电平桥臂与支撑电容并联组成；其每个滤波单元构成相同，均由相星接滤波电感和滤波电容组成LC型滤波器。所述的一种高性能永磁推进系统拓扑，其主回路左通道的相滤波单元输出端分别与所述永磁电机的对应相绕组输入端连接；其主回路右通道的相滤波单元输出端分别与所述永磁电机的对应另相绕组输入端连接。所述的一种高性能永磁推进系统拓扑，其主回路左通道的个主回路支路的输入端共正极、负极，主回路右通道的个主回路支路的输入端共正极、负极。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采用多相永磁电机和双通道多支路变频驱动装置增加系统输出功率；通过采用两路直流供电电源分别为变频驱动左右通道供电、每通道分个主回路支路、每个主回路支路采用一个相三电平桥臂单元加滤波单元型式的拓扑和电机组三相或五相绕组的拓扑型式，提高系统运行冗余度与可靠性，实现较小的永磁电机转矩脉动、较低的振动噪声。相对于常规三相永磁电机推进系统，它具有运行冗余度高、转矩脉动小、振动噪声低等优点；相对于低压多相永磁电机推进系统具有输入电压较高、输出功率较大等优点，特别适用于对推进系统功率等级、运行冗余度、转矩脉动以及振动噪声等有较高要求的特殊场合使用，如船舶大功率电力推进。附图说明图1是本专利技术的示意图。各附图标记为：1—永磁电机，2—变频驱动装置，3—直流供电电源一，4—直流供电电源二，5—主回路左通道，6—主回路右通道，7—主回路支路，8—三电平桥臂单元，9—dv/dt滤波单元，10—相绕组。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。如图1所示，本专利技术提供的一种高性能永磁推进系统拓扑，包括多相永磁电机1和多通道变频驱动装置2。所述的永磁电机1为双六相电机，每套六相绕组分为两组，每一组的三相绕组依次互差30电角度，三相（或五相）绕组为星型连接方式，每相绕组10均为集中整距绕组，以降低永磁电机合成磁场谐波、降低永磁电机振动噪声，提高电机运行冗余度。所述的变频驱动装置2包括主回路左通道5和主回路右通道6，两个主回路通道相互对称；每个主回路通道5、6均包括两个主回路支路7；每个主回路支路7构成相同，均由一个三相三电平桥臂单元8和一个三相滤波单元9组成；每个三相三电平桥臂单元8构成相同，均由三个二极管嵌位型三电平桥臂与支撑电容并联组成；每个三相滤波单元9构成相同，均由三相星接滤波电感和滤波电容组成LC型滤波器；每个三相三电平桥臂单元8的输出端分别与对应的三相滤波单元9的输入端连接；以提高系统输入电压和输出功率，提高变频驱动装置运行冗余度。所述的变频驱动装置2的主回路左通道5的两个三相滤波单元9输出端分别与所述永磁电机1的对应六相绕组10输入端连接；主回路右通道6的两个三相滤波单元9输出端分别与所述永磁电机1的对应另六相绕组10输入端连接；以降低永磁电机振动噪声，提高系统运行冗余度。所述的变频驱动装置2的主回路左通道5的两个主回路支路7由直流供电电源一3供电，变频驱动装置2的主回路右通道6的两个主回路支路7由直流供电电源二4供电，提高变频驱动装置运行冗余度；所述的变频驱动装置2的主回路左通道5的两个主回路支路7的输入端共正极、负极，变频驱动装置2的主回路右通道6的两个主回路支路7的输入端共正极、负极。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本专利技术的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本专利技术的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能永磁推进系统拓扑，其特征在于：由永磁电机（1）和变频驱动装置（2）组成；所述的永磁电机（1）为

【技术特征摘要】
1.一种高性能永磁推进系统拓扑，其特征在于：由永磁电机（1）和变频驱动装置（2）组成；所述的永磁电机（1）为相电机，其每相绕组分为组，每一组的三相/五相绕组依次互差电角度，三相/五相绕组为星型连接方式；所述的变频驱动装置（2）包括对称设置的主回路左通道（5）和主回路右通道（6），每个通道均包括个构成相同的主回路支路（7），每个主回路支路（7）均由一个（或）相三电平桥臂单元（8）和一个相滤波单元（9）组成，每个相三电平桥臂单元（8）的输出端分别与对应的相滤波单元（9）的输入端连接；所述主回路左通道（5）的个主回路支路（7）由直流供电电源一（3）供电，所述主回路右通道（6）的个主回路支路（7）由直流供电电源二（4）供电。2.根据权利要求1所述的一种高性能永磁推进系统拓扑，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，陈嘉福，戴勇，胡传西，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42