[实用新型]基于公共直流母线的船用多变频器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于船舶交流驱动变频系统，为多个变频器组成的系统提供公共直流电源。其可以广泛应用于船舶领域，尤其适用于具有多驱动单元的工程船舶领域。

背景技术

目前，船舶的驱动领域广泛使用液压传动系统或者是变极电动机传动，存在系统复杂、效率低、维修任务量大等诸多的缺点，正在逐渐被先进的使用变频器的交流传动系统所替代。变频器交流传动系统可以克服前述传统驱动系统的种种不足，更具有高启动扭矩、宽广的无级调速范围和可充分发挥电制动的特点，代表着本领域的技术发展方向。

目前我国船舶技术领域已在工程船舶制造业中尝试使用变频器加异步电动机构成的交流传动系统，并在初步运用中认识了交流传动的优越性。

由于受一般变频器使用方法的影响，目前变频器在船舶上的运用方式普遍是一对一的方式，即一个变频器对应驱动一个负载异步电动机，每个变频器都是独立接入三相主电源系统。也就是说即使一条船上同时使用了数个变频器，但是每个变频器和电动机组成的系统都是各自独立的。这种构成方式虽然技术简单，但是没有充分发挥变频器在成组运用时的技术潜力，其经济性和性能的优越性尚有很大的提高空间。

发明内容

本实用新型的目的是为多变频器驱动系统提供一种公共直流母线技术，主要用于船舶领域的绞车负载、风机负载、泵类负载等的多变频器交流驱动，也可以延伸到其他领域的同类运用场合。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种基于公共直流母线的船用多变频器系统，包括多组变频器和异步电动机，其特征在于还包括一个公共直流母线系统和总控单元CCU，所述的公共直流母线系统的输入端通过公共整流器和输入滤波器接入船用三相主电源，母线上则并联接入公共过压斩波器和系统绝缘检测装置；所述的变频器的一端并联接入公共直流母线，一端则与拖动用的异步电动机相连接；所述的总控单元CCU通过其CPU板和CAN或MODBUS网络对所述变频器系统进行控制。

与现有技术相比较，本实用新型的优点在于：

(1)对船舶内主三相电源的容量要求较小。由于共用公共直流母线，当多个变频器成组协同工作时，有的变频器处于牵引消耗电能状态，有的变频器处于电制动发出电能的状态，电制动变频器发出的电能能够被牵引变频器所使用。也就是说，多变频器共用公共直流母线，系统内部可以自然进行能量的循环再利用，可以极大地减小系统从船舶电网消耗的电能。

(2)具有能量存储再利用的优势。由于共用公共直流母线，多个变频器的中间支撑电容全部并联起来，组成了一个巨大的能量存储设备。由于过压斩波单元设定的启动工作电压通常比三相整流后的直流母线电压高出很多，即使多变频器系统电制动再生的电能大于牵引消耗的电能，多出的电能完全能够被这个巨大的能量存储设备所储备，在牵引消耗的电能大于电制动再生的电能时再消耗掉。说明多变频器共用公共直流母线，具有能量存储再利用的优势。

(3)具有系统发热量最小的优势。由于船舶机械工作的特殊性，在实际的多变频器协同工作中，处于牵引工作的变频器从公共直流母线上所吸收的电能，一定要比处于制动工作的变频器回馈到公共直流母线上的再生电能大，所以再生回馈到公共直流母线上的能量一般情况下都可以被牵引变频器完全利用，不会造成再生能量的累积而过压，过压斩波单元自然也就不会工作。这是公共直流母线方案的最大优点。相对而言，一对一的单个变频器方式则无法实现这样的再生电能的重新利用，必须通过制动电阻器将这部分电能白白的消耗掉，即不经济，又要造成巨大的发热量，给相对狭小船舱里的变频器设备造成致命的危害。

(4)具有系统低成本的优势。由于共用公共直流母线，每个变频器都不需要单独配套三相整流器和制动斩波器以及制动电阻，而只是共用一个公共整流器和一个公共过压斩波单元，其容量都比每个变频器的总和要小得多，而且系统结构更加简单，直接导致系统的成本较大幅度的降低。

(5)具有系统可靠性高的优势。相对一对一的单个变频器方式，由于共用公共直流母线，每个变频器都不需要单独配套三相整流器和制动斩波器以及制动电阻，而只是共用一个公共整流器和公共过压斩波器，系统结构更加简单。简单的系统结构，较少的整流器和制动斩波器，使主电路系统的功率线路更加简洁，故障点较大程度地减少，相应提高了系统的工作可靠性。

附图说明

本实用新型有附图5幅，其中：

图1是本实用新型的电气结构框图；

图2是本实用新型中公共输入滤波装置的内部电路示意图。