[发明专利]一种适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器

权利要求书

1.一种适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器，其特征在于，包括依次相连的24脉冲移相变压整流模块(1)、DC-AC逆变模块(2)、LCL滤波模块(3)及中压隔离变压器模块(6)；其中：

DC-AC逆变模块(2)上还连接有离/并网逆变控制模块(7)，离/并网逆变控制模块(7)还通过通讯和控制信号线(8)与LCL滤波模块(3)的两端相连；24脉冲移相变整流模块(1)的输入端与kHz级三相交流电相连；中压隔离变压器模块(6)的输出端与船舶中压电网(10)相连；LCL滤波模块(3)和中压隔离变压器模块(6)之间设置有船舶主配电板(4)和控制开关(5)；控制开关(9)与船舶低压电网(9)相连；

24脉冲移相变压整流模块(1)将kHz级高频三相交流电通过4台移相变压器进行移相变换后分别输出到4组整流桥，整流桥组合使得一个整流桥电路产生的某些次数谐波与其他整流桥电路产生的谐波相互抵消，从而减小交流输入系统中的谐波含量和直流输出电压中的波纹，输出稳定直流电流；DC-AC逆变模块(2)和离/并网逆变控制模块(7)将稳定直流电流逆变成三相交流电，并由LCL滤波模块(3)进行滤波；使高频电流的频率、相位、电压均满足与船舶电网并网运行的技术标准，经由三相电缆接入船舶主配电板(4)进行并网；通过中压隔离变压器模块(6)升压后供给船舶中压电网(10)使用，或直接由船舶中压电网(10)经降压变压器向船舶低压电网(9)供电。

2.根据权利要求1所述的适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器，其特征在于，24脉冲移相变压整流模块(1)包括24脉冲移相变压器以及AC-DC整流器，24脉冲移相变压器由四组绕组连接方式各异的三相变压器组成，AC-DC整流器由串级在一起的四组三相全桥不控整流电路组成。

3.根据权利要求1所述的适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器，其特征在于，DC-AC逆变模块(2)和离/并网逆变控制模块(7)将稳定直流电流逆变成的三相交流电输出的三相电压为400Vac/50Hz或450Vac/60Hz；中压隔离变压器模块(6)升压为6000Vac/50Hz或6600Vac/60Hz。

4.根据权利要求1所述的适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器，其特征在于，通过控制开关(5)的不同闭合与断开组合以及船舶中压电网和船舶低压电网中的离并网输出节点控制，实现对输出电能不同输出形式的应用，输出形式包括：作为独立电源离网向船舶低压电气设备供电、作为独立电网离网向中压电气设备供电、与低压船舶电网并网运行及与船舶中压船舶电网并网运行。

5.根据权利要求1所述的适用于kHz级交流电的船用离并网混合型双向变频变流器，其特征在于，该船用离并网混合型双向变频变流器还包括智能化综合管理系统，智能化综合管理系统包括综合通讯管理单元、系统智能控制单元和数据储存单元；智能化综合管理系统实时与DC-AC逆变模块(2)及离/并网逆变控制模块(7)进行控制信号和监测数据的双向通讯；综合通讯管理单元所接收的信号进行处理后分别发送给系统智能控制单元和数据储存单元，实现对高频三相交流电的变频、变流及并网过程进行智能管理与安全控制。