电稳定器制造技术

描述了一种用于稳定浮动结构的电稳定器

【技术实现步骤摘要】
电稳定器


[0001]本专利技术涉及电稳定器，并且特别地与用于稳定浮动结构的电稳定器相关。
[0002]术语“浮动结构”意图覆盖浮动的并且在使用中要求稳定的任何结构，尤其诸如民用或军用海洋船舶、浮动平台或储油设施以及离岸风力涡轮机。

技术介绍

[0003]在诸如海洋船舶的浮动结构上，稳定器可以用于降低在波涛汹涌的海域中的俯仰和/或翻滚，并且帮助维持速度，同时降低燃料消耗。(如本文使用的，“俯仰”指海洋船舶的船首和船尾的上下移动，或围绕其横向或左右舷轴线的旋转，并且“翻滚”指海洋船舶的侧向移动，或围绕其纵向或船首
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船尾轴线的旋转。用更一般的术语，“俯仰”和“翻滚”可以指围绕浮动结构的任何两个垂直轴线的旋转。)
[0004]用于海洋船舶和其它浮动结构的已知稳定器包括被动和主动压载、被动舭龙骨、主动鳍板、主动陀螺仪、机械线性系统，可选地包括电阻尼器，以及移动质量系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了可以用于稳定浮动结构的“全电”稳定器。所述电稳定器包括：
[0006]用于沿着轨道方向引导移动的稳定器质量的轨道；
[0007]包括沿着所述轨道(即，在轨道方向上)延伸的平面定子和适于作为稳定器质量沿着所述轨道向前和向后移动的动子的直流(DC)线性马达，其中所述定子包括多相定子绕组，并且所述动子包括面对所述多相定子绕组的限定沿着所述轨道方向的交替极性(即，北极和南极)的多个动子磁极(pole)的多个永磁马达磁体；以及
[0008]用于选择性地悬浮所述动子的至少一个主动磁轴承。
[0009]轨道可以是基本上U形的，并具有基部和相对的侧面对，其限定通道，动子放置在所述通道中。用于轨道的适合材料可以包括例如钢、铸铁、电工钢叠片。动子的两个侧面进一步可以包括适于接触轨道的面对侧面，以在动子沿着轨道向前和向后移动时引导和定位动子的一个或多个引导构件(例如，垫或滚轮)。
[0010]取决于操作要求，在实际的布置中，轨道可以具有大约1m至大约20m的宽度和大约5m至大约100m的长度。轨道的侧面可以具有大约0.4m至大约2m的高度。
[0011]DC线性马达进一步可以包括一个或多个附加平面定子，每个附加平面定子包括多相定子绕组。动子进一步可以包括一个或多个附加的多个永磁马达磁体，所述永磁马达磁体限定沿着轨道方向的交替极性的附加的多个动子磁极。每个附加的多个永磁马达磁体面对相应的多相定子绕组。每个平面定子和动子上对应的面对的多个永磁马达磁体可以被认为是DC线性马达的功能部分，并且平面定子被一起操作和控制以沿着轨道向前和向后移动动子。
[0012]每个平面定子可以安装在轨道上或形成轨道的一部分。每个平面定子可以具有模块化构造
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即，它可以从沿着轨道组装在一起并且通过任何适合的部件连接在一起的多个
模块或单元构造。每个平面定子可以包括多个绕组槽，所述绕组槽沿着轨道(即，在轨道方向上)间隔开以用于容纳相应的多相定子绕组的绕组线圈。绕组槽可以形成在每个平面定子的导磁部分中。每个平面定子可以包括多个薄片或叠片，所述薄片或叠片由电绝缘层分开，在横向方向上跨轨道堆叠以最小化涡流损耗。在一个布置中，薄片或叠片可以通过例如绝缘清漆的薄涂层或氧化物层而彼此电绝缘。
[0013]每个多相定子绕组可以具有任何适合数量的相绕组。每个相绕组限定多相定子绕组的相，并且包括容纳在绕组槽中的一个或多个绕组线圈。用于互连每个相绕组的绕组线圈的母线或线缆可以与每个平面定子并排走线。绕组线圈可以是例如单层或两层(或双层)线圈。每个绕组线圈将包括绕组走线对。每个绕组线圈的绕组走线被容纳在对应的绕组槽对中。在单层绕组线圈的情况下，这意味着平面定子中的每个绕组槽将容纳单个绕组线圈的绕组走线。在两层绕组线圈的情况下，这意味着平面定子中的每个绕组槽将容纳绕组线圈对的绕组走线，其中绕组走线通常放置在彼此的顶部。在一个布置中，其中每个平面定子具有模块化构造并且从沿着轨道组装在一起的多个模块或单元形成，特定绕组线圈的绕组走线中的一个可以被容纳在一个模块或单元的绕组槽中，并且另一绕组走线可以被容纳在平面定子的相邻模块或单元的绕组槽中。换句话说，绕组线圈中的一个或多个可以跨越平面定子的两个相邻模块或单元。
[0014]如果每个多相定子绕组被设计成通常与n个相绕组一起操作，则定子绕组及其关联的功率转换器系统可以适于与较少的相绕组一起安全地操作
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例如与(n
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1)或(n
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2)个相绕组一起。这在相绕组中的一个或多个故障的情况下提供了改进的冗余。更特别地，这意味着有故障的相绕组可以被隔离，并且电稳定器可以继续操作而对安全性和性能没有任何显著的影响，直到有故障的相绕组被修复。在一个布置中，每个多相定子绕组可以包括6个相绕组，并且可以适于在故障状况期间与5个(或更少)相绕组一起操作。但是，将容易理解，取决于设计和性能要求，每个多相定子绕组可以具有任何适合数量的相绕组。
[0015]动子可以通过双向线性驱动力(或“推力”)沿着轨道选择性地向前或向后驱动，所述双向线性驱动力由通过每个多相定子绕组中的切换的DC电流生成的磁场和由动子上的面对的多个永磁马达磁体生成的磁场之间的相互作用生成。线性马达中的切换DC电流可以由适合的控制器控制。特别地，控制器可以控制向每个多相定子绕组的相绕组的电力的供应(即，其可以控制换向)，以便沿着轨道向前或向后移动动子，通常具有对应于平面定子的槽距的放置精度。
[0016]每个多相定子绕组可以电连接到可以由控制器控制的适合的功率转换器系统。
[0017]在一种布置中，多相定子绕组的每个相绕组可以连接到功率转换器系统的相应转换器单元。转换器单元可以可选地借助于插入式开关或断路器并联地电可连接到至少一个电源。每个转换器单元可以电连接到上面提到的母线或线缆中的一个，以用于互连每个相绕组的绕组线圈。将转换器单元电连接到两个或更多个电源在电源中的一个中故障的情况下提供了改进的冗余。每个电源可以是用于浮动结构的电源(例如海洋船舶配电网络)的一部分，或者是用于电稳定器的单独电源。可以使用具有任何适合拓扑的任何适合转换器单元。在一种布置中，每个转换器单元可以包括AC/DC转换器，所述AC/DC转换器具有可连接到至少一个AC电源的AC输入端子和连接到多相定子绕组的相应相绕组的DC输出端子。在另一布置中，每个转换器单元可以包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器具有可连接到至少一个
DC电源的DC输入端子和连接到多相定子绕组的相应相绕组的DC输出端子。
[0018]在另一布置中，多相定子绕组的每个相绕组(或每个单独的绕组线圈)可以电连接到功率电子开关模块，并且通过开关模块的DC端子连接到相邻的相绕组(或绕组线圈)。开关模块群组可以在DC负载端子之间串联地电连接在一起，以限定多个并联DC电路。DC负载端子可以电可连接到至少一个电源。每个开关模块可以包括具有DC输入端子和AC输出端子的H桥。AC输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于稳定浮动结构的电稳定器(1)，所述电稳定器(1)包括：用于沿着轨道方向引导移动的稳定器质量的轨道(2)；包括沿着所述轨道(2)延伸的平面定子(10)和适于作为所述稳定器质量沿着所述轨道(2)向前和向后移动的动子(6)的直流DC线性马达(8)，其中所述平面定子(10)包括多相定子绕组(16)，并且所述动子(6)包括面对所述多相定子绕组(16)的限定沿着所述轨道方向的交替极性的多个动子磁极的多个永磁马达磁体(40)；以及用于选择性地悬浮所述动子(6)的至少一个主动磁轴承(44，48)。2.根据权利要求1所述的电稳定器(1)，其中，所述轨道(2)具有限定通道(4)的基部(2a)和相对的侧面(2b，2c)对，所述动子(6)放置在所述通道中，并且其中所述动子(6)的两个侧面进一步包括一个或多个引导构件(34)，所述引导构件适于接触所述轨道(2)的所述面对侧面(2a，2b)，以在所述动子(6)沿着所述轨道(2)向前和向后移动时引导和定位所述动子。3.根据权利要求1或权利要求2所述的电稳定器，其中，所述DC线性马达进一步包括一个或多个附加的平面定子，每个平面定子包括多相定子绕组，并且其中所述动子进一步包括一个或多个附加的多个永磁马达磁体，所述永磁马达磁体限定沿着所述轨道方向的交替极性的附加的多个动子磁极，每个附加的多个永磁马达磁体面对相应的多相定子绕组。4.根据任何前述权利要求所述的电稳定器(1)，其中，每个多相定子绕组(16)包括多个相绕组(18a，18b，...，18f)，每个相绕组(18a，18b，...，18f)限定所述多相定子绕组(16)的相，并且包括被容纳在所述相应平面定子(10)的绕组槽(12)中的一个或多个绕组线圈(14)。5.根据任何前述权利要求所述的电稳定器(1)，其中，所述动子(6)进一步包括用于安装所述永磁马达磁体(40)的一个或多个马达安装件(42)，每个马达安装件(42)优选地包括导磁材料的多个薄片或叠片，所述薄片或叠片由电绝缘层分开，沿着所述动子(6)的所述横向轴线(38)堆叠，以限定具有安装表面的平面安装结构，所述永磁马达磁体(40)安装在所述安装表面上。6.根据任何前述权利要求所述的电稳定器(1)，其中，每个平面定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：