一种新型船舶整流发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型船舶整流发电系统，由原动机、高速永磁发电机、控制装置、整流装置等组成，所述的高速永磁发电机由定子和转子构成，定子包括控制绕组和功率绕组两种绕组，控制绕组和功率绕组上分别连接有控制装置和整流装置，高速永磁发电机在控制装置调节下，从原动机吸收机械能，经整流装置输出直流电能给负载。相对于常规船舶整流发电机组，本发明专利技术系统具有功率密度高、输出电压可调、可实现无变压器输出高电压、振动噪声低等优点；特别适用于对系统设备体积重量密度、输出电压等级和可调性及振动噪声等有较高要求的特殊场合使用。调性及振动噪声等有较高要求的特殊场合使用。调性及振动噪声等有较高要求的特殊场合使用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型船舶整流发电系统


[0001]本专利技术涉及一种发电机，尤其是涉及一种新型船舶整流发电系统。

技术介绍

[0002]随着技术的发展，综合电力技术在车船与海洋工程平台获得广泛应用。车船与海洋平台的特殊运行环境，对包括电站在内的系统设备的体积与重量密度等功能性能指标提出了较高要求。同时，随着用电设备的增多，对船舶与海洋平台电站容量的需求越来越大，相应的电网电压也越来越高。目前，常规的同步发电机难以胜任未来车船与海洋平台对电站发电机体积重量密度和高电压要求。采用高速永磁发电机是未来车船与海洋平台电站发电机的发展方向。
[0003]目前虽然也出现了一些利用高速永磁技术来提高发电机的功率密度，但常规高速永磁发电技术还存在输出电压不可调、需要经过变压器升压、振动噪声高等缺点，难以全面满足用户使用需求。

技术实现思路

[0004]为了克服常规船舶高速永磁发电机在输出电压不能调节、需采用变压器输出高电压、振动噪声高等方面的不足，本专利技术提供了一种新型船舶整流发电系统。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型船舶整流发电系统，包括原动机以及连接到原动机的高速永磁发电机，所述的高速永磁发电机由定子和转子构成，定子包括控制绕组和功率绕组两种绕组，控制绕组和功率绕组上分别连接有控制装置和整流装置，所述的高速永磁发电机在控制装置调节下，从原动机吸收机械能，经整流装置输出直流电能给负载。
[0006]所述的一种新型船舶整流发电系统，其整流装置由n个三相二极管整流模块组成，编号为k的三相二极管整流模块的输入端与对应编号的功率绕组的输出端直接连接，其中n=2，3，4，
…
，k=1，2，
…
，n，控制绕组相数为3，功率绕组相数为m，功率绕组相数与三相二极管整流模块数量存在关系：m=3n；n个三相二极管整流模块的输出端依次串联形成直流高压主电路。
[0007]进一步，与编号为k、k
‑
1的三相二极管整流模块连接的功率绕组中的两组3相对应绕组间的相位差为电角度，其中。
[0008]进一步，所述的控制装置由三相PWM整流模块和直流支撑电容组成。
[0009]进一步，所述的高速永磁发电机、控制装置和整流装置结构上集成为一个整体，形成一体化集成发电机。
[0010]本专利技术的技术效果是：本专利技术在采用高速永磁发电机的同时，通过采用一体化集成结构，进一步提高永磁发电机机组的功率密度；通过永磁发电机功率绕组的特殊设计、多个三相二极管整流模块输出端直接串联实现无变压器状态下的高电压输出；通过永磁发电机控制绕组和控制装置的设置和综合调节，实现高速永磁发电机的输出电压可调；通过采
用多相功率绕组，进一步提升高速永磁发电机的振动噪声性能指标。相对于目前常规的整流发电机机组来说，它具有功率密度高、输出电压可调、可实现无变压器输出高电压、振动噪声低等优点，特别适用于对系统设备体积重量密度、输出电压等级与可调节性、振动噪声等有较高要求的特殊场合使用。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为本专利技术整流装置的示意图；图3为本专利技术单个三相二极管整流模块示意图；图4为本专利技术控制装置的示意图。
[0012]图中标记说明：1—原动机，2—高速永磁发电机，21—定子，22—转子，23—控制绕组，24—功率绕组，3—控制装置，31—三相PWM整流模块，32—直流支撑电容，4—整流装置，41—三相二极管整流模块，5—负载。
具体实施方式
[0013]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。
[0014]如图1至图4所示，本专利技术提供的一种新型船舶整流发电系统，包括原动机1、连接到原动机1的高速永磁发电机2，还包括连接到高速永磁发电机2的控制装置3和整流装置4。所述的高速永磁发电机2由定子21和转子22构成，定子21包括控制绕组23和功率绕组24两种绕组，控制绕组23和功率绕组24上分别连接有控制装置3和整流装置4，所述的高速永磁发电机2在控制装置3调节下，从原动机1吸收机械能，经整流装置4输出直流电能给负载5。
[0015]所述的整流装置4由n（n=2，3，4，
…
）个三相二极管整流模块41组成；所述的编号为k（k=1，2，
…
，n）的三相二极管整流模块41的输入端与对应编号的功率绕组24的输出端直接连接；所述的n个三相二极管整流模块41的输出端依次串联形成直流高压主电路，从而实现在未采用变压器时输出高电压。控制绕组23相数为3，功率绕组24相数为m，所述的功率绕组24相数与三相二极管整流模块41数量存在关系：m=3n。
[0016]所述的与编号为k、k
‑
1（）三相二极管整流模块41连接的功率绕组24中的两组3相对应绕组间的相位差为电角度，以降低发电机合成磁场谐波、降低发电机振动噪声。
[0017]所述的控制装置3由三相PWM整流模块31和直流支撑电容32组成；由控制装置3对永磁发电机控制绕组23进行综合调节，以实现高速永磁发电机2的输出电压可调。
[0018]所述的高速永磁发电机2、控制装置3和整流装置4结构上集成为一个整体，形成一体化集成发电机，以进一步提高发电机机组的功率密度。
[0019]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；凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型船舶整流发电系统，包括原动机（1）以及连接到原动机（1）的高速永磁发电机（2），其特征在于：所述的高速永磁发电机（2）由定子（21）和转子（22）构成，定子（21）包括控制绕组（23）和功率绕组（24），控制绕组（23）和功率绕组（24）上分别连接有控制装置（3）和整流装置（4），所述的高速永磁发电机（2）在控制装置（3）调节下，从原动机（1）吸收机械能，经整流装置（4）输出直流电能给负载（5）。2.根据权利要求1所述的一种新型船舶整流发电系统，其特征在于，所述的整流装置（4）由n个三相二极管整流模块（41）组成，编号为k的三相二极管整流模块（41）的输入端与功率绕组（24）的输出端直接连接，其中n=2，3，4，
…
，k=1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，陈嘉福，李明勇，
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：