一种船用电力推进系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船用电力推进系统，包括交流发电系统、非线性负载、混合滤波装置和推进电机，所述非线性负载的两端分别与所述交流发电系统和推进电机连接，所述混合滤波装置包括依次串联的无源滤波器、耦合变压器和有源滤波器，所述无源滤波器的输入端与所述交流发电系统连接，输出端与所述耦合变压器相连，所述混合滤波装置还包括电流互感器，所述电流互感器设置在所述交流发电系统与所述非线性负载之间的连接电缆上，所述电流互感器的信号输出端与所述有源滤波器连接。本实用新型专利技术将无源滤波器与有源滤波器串联结合使用，可大大缩小有源滤波器的容量，在优化滤波效果的同时，提高了船舶电推系统谐波抑制装置的性价比。

A marine electric propulsion system

【技术实现步骤摘要】
一种船用电力推进系统
本技术涉及动力系统
，具体为一种船用电力推进系统。
技术介绍
近年来，基于多方面性能提高的需要及动力装置综合应用的成熟性，交流电力推进系统因其自动化程度高、操纵性能优异、灵活性高及减排降耗等诸多优点在船舶领域得到广泛应用，逐渐代替了传统的柴油机推进方式。对于交流船舶电力推进系统来说，主要需要解决的是非线性负载带来的谐波及其干扰问题。目前已有的船舶电力推进系统谐波处理的方式包括无源滤波、多脉冲整流、AFE变频等，但都存在一些缺点。其中，无源滤波是一种被动滤波方式，谐波抑制易受系统特性参数影响，效果较差，易与系统阻抗发生谐振，从而导致系统崩溃；多脉冲整流方案采用移相变压器，滤波效果优于无源滤波方案，但移相变压器体积大、占用空间大、发热量高，降低了系统效率，当三相不平衡时，谐波抑制效果较差；AFE变频方案采用AFE变频器，滤波效果优于前两者，但会引起开关频率整数倍附近的高次谐波问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种船用电力推进系统，以解决现有船舶电力推进系统的谐波抑制效果不佳的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种船用电力推进系统，包括交流发电系统、非线性负载、混合滤波装置和推进电机，所述非线性负载的两端分别与所述交流发电系统和推进电机连接，所述混合滤波装置包括依次串联的无源滤波器、耦合变压器和有源滤波器，所述无源滤波器的输入端与所述交流发电系统连接，输出端与所述耦合变压器相连，所述混合滤波装置还包括电流互感器，所述电流互感器设置在所述交流发电系统与所述非线性负载之间的连接电缆上，所述电流互感器的信号输出端与所述有源滤波器连接。进一步地，所述推进电机为双电枢电机或双绕组电机。进一步地，所述非线性负载的数量是所述推进电机数量的两倍。进一步地，所述非线性负载为六脉波变频器。进一步地，所述交流发电系统包括配电板和两台以上的发电机组，所述发电机组的输出端与所述配电板连接，所述配电板包括母排、断路器和功率管理系统，所述断路器的一端设置在所述母排上，另一端与所述非线性负载或发电机组连接。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)本技术滤波效果好，可消除系统投入运行的发电机组数量和负载变化引起的系统特性参数变化导致的性能影响和谐振问题；(2)本技术将无源滤波器与有源滤波器串联结合使用，可大大缩小有源滤波器的容量，在优化滤波效果的同时，提高了船舶电推系统谐波抑制装置的性价比。(3)本技术采用双电枢电机或双绕组电机，简化系统的形式和结构，减少系统设备的占用空间，提高了系统的故障冗余性和安全可靠性。附图说明图1为本技术的一实施例的结构示意图；图2为本技术的另一实施例的结构示意图(未示出混合滤波装置)；图中：100、交流发电系统；110、发电机组；121、母排；122、断路器；200、非线性负载；300、混合滤波装置；310、无源滤波器；320、耦合变压器；330、有源滤波器；340、电流互感器；400、推进电机。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种船用电力推进系统，包括交流发电系统100、非线性负载200、混合滤波装置300和推进电机400，非线性负载200的两端分别与交流发电系统100和推进电机400连接，在一较佳地实施例中，非线性负载200为六脉波变频器。混合滤波装置300包括依次串联的无源滤波器310、耦合变压器320和有源滤波器330，无源滤波器310的输入端与交流发电系统100连接，输出端与耦合变压器320相连，混合滤波装置300还包括电流互感器340，电流互感器340设置在交流发电系统100与非线性负载200之间的连接电缆上，电流互感器340的信号输出端与有源滤波器330连接，用于检测系统的谐波电流。无源滤波器310由电感、电容等组成，主要完成电力推进系统中5次、7次等主要谐波的抑制；耦合变压器320一次侧连接着无源滤波器310，二次侧连接着有源滤波器330，主要作用是降低有源滤波器330承受的工作电压，以此可降低成本，另外通过有源滤波器330的作用起着调节无源支路阻抗的作用。有源滤波器330的主电路是一个容量很小的电压型PWM控制器，它通过电流互感器340检测当前系统中的谐波电流分量，经过计算分析，输出一定的补偿电压，通过耦合变压器320的原边对无源滤波支路进行补偿，以此达到优化谐波抑制并消除谐振。单螺旋桨的船舶只具有单套推进系统，当系统中的任一电气设备出现问题都将导致整船动力系统的瘫痪，并威胁到船舶设备及人员的安全，无法满足单桨船舶故障冗余的要求。为了解决单螺旋桨的船舶的故障冗余问题，推进电机400为双电枢电机或双绕组电机，双电枢电机具有两个相互独立的电枢，双绕组电机具有两套独立布置的定子绕组，电气上相当于两台电机独立运行，具有结构紧凑、高效节能、可靠性高、易于维护的特点，其中一套电枢或绕组故障时仍可保障50％的推进输出功率，提高了系统的故障冗余性，解决了单桨船舶系统单一，安全性差的问题，也可用于对故障冗余度很高的双桨或多桨船舶。由于推进电机400为双电枢电机或双绕组电机，因此每个推进电机400设置有两个非线性负载200，两个非线性负载200分别控制该推进电机400的两个电枢或两个绕组。在一较佳地实施例中，交流发电系统100包括配电板和两台以上的发电机组110，发电机组110的输出端与配电板连接，配电板包括母排121、断路器122和功率管理系统，断路器122的一端设置在母排121上，另一端与非线性负载200或发电机组110连接。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用电力推进系统，其特征在于，包括交流发电系统、非线性负载、混合滤波装置和推进电机，所述非线性负载的两端分别与所述交流发电系统和推进电机连接，所述混合滤波装置包括依次串联的无源滤波器、耦合变压器和有源滤波器，所述无源滤波器的输入端与所述交流发电系统连接，输出端与所述耦合变压器相连，所述混合滤波装置还包括电流互感器，所述电流互感器设置在所述交流发电系统与所述非线性负载之间的连接电缆上，所述电流互感器的信号输出端与所述有源滤波器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种船用电力推进系统，其特征在于，包括交流发电系统、非线性负载、混合滤波装置和推进电机，所述非线性负载的两端分别与所述交流发电系统和推进电机连接，所述混合滤波装置包括依次串联的无源滤波器、耦合变压器和有源滤波器，所述无源滤波器的输入端与所述交流发电系统连接，输出端与所述耦合变压器相连，所述混合滤波装置还包括电流互感器，所述电流互感器设置在所述交流发电系统与所述非线性负载之间的连接电缆上，所述电流互感器的信号输出端与所述有源滤波器连接。


2.根据权利要求1所述的船用电力推进系统，其特征在于，所述推进电机为双电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓妮，张震，王成武，
申请(专利权)人：上海泷洋船舶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31