[发明专利]一种双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统及其控制方法，该系统包括螺旋桨、双馈轴带电机、变速恒频装置和控制器，双馈轴带电机通过齿轮箱与螺旋桨连接，齿轮箱还连接船舶主机，双馈轴带电机的定子侧通过状态切换线路与船舶电网连接，双馈轴带电机的转子侧通过变速恒频装置与船舶电网连接，状态切换线路上设有定子开关，定子开关和变速恒频装置都与控制器连接，还包括撬棒装置，撬棒装置包括撬棒开关和撬棒电阻，撬棒电阻通过撬棒开关与双馈轴带电机的转子侧连接，撬棒开关与控制器连接。与现有技术相比，本发明通过投切撬棒装置，解决了轴带电机在主柴油机故障情况下独立起动与单机推进的技术问题，提高了船舶运行的灵活性与可靠性。

技术领域

本发明涉及船舶电气系统技术领域，尤其是涉及一种双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统及其控制方法。

背景技术

混合轴带系统能节省燃料、减小排放，已成为目前各国积极发展的船舶推进新技术。与全功率式船舶轴带系统相比，双馈式船舶轴带系统具有成本较低、体积小的优点，但由于其转速运行范围有限，在主柴油机故障时难以带载单机起动实现独立推进运行。

目前有公开专利“双馈式船舶混合轴带电机单机起动与推进的系统及方法”(公开号CN106864715A)，该技术在双馈电机定子侧增设一组短路开关，通过开关投切控制轴带电机分别在感应电机和双馈电机模式实现单机起动与独立推进运行。在感应电机单机起动模式下，受变速恒频装置容量限制轴带电机输出转矩较小，难以直接拖动螺旋桨带载起动，因此该技术必需采用柔性接排装置待轴带电机切换到高速条件下双馈电机模式后将螺旋桨与轴带电机连接起来，实现独立推进运行。但是采用柔性接排装置会增加系统复杂性和成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统，包括螺旋桨、双馈轴带电机、变速恒频装置和控制器，所述双馈轴带电机通过齿轮箱与所述螺旋桨连接，所述齿轮箱还连接船舶主机，所述双馈轴带电机的定子侧通过状态切换线路与船舶电网连接，所述双馈轴带电机的转子侧通过所述变速恒频装置与所述船舶电网连接，所述状态切换线路上设有定子开关，所述定子开关和变速恒频装置都与所述控制器连接，还包括撬棒装置，所述撬棒装置包括撬棒开关和撬棒电阻，所述撬棒电阻通过撬棒开关与所述双馈轴带电机的转子侧连接，所述撬棒开关与所述控制器连接。

优选的，所述齿轮箱与双馈轴带电机之间设有第一离合器。

优选的，所述齿轮箱与船舶主机之间设有第二离合器。

优选的，所述变速恒频装置包括网侧变流器和机侧变流器，所述网侧变流器与所述船舶电网连接，所述机侧变流器与所述双馈轴带电机的转子侧连接，所述网侧变流器和机侧变流器通过两根直流母线连接，所述直流母线直接跨接一个直流母线电容。

优选的，所述控制器通过一个弱电控制回路连接至定子开关，所述弱电控制回路包括继电器。

一种上述双馈式船舶混合轴带电机独立推进系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、通过所述控制器闭锁变速恒频装置的机侧变流器，闭合所述撬棒开关使双馈轴带电机的转子绕组经撬棒电阻短路，闭合所述定子开关，在感应电机模式下起动双馈轴带电机；

S2、在低速条件下控制所述第一离合器接排，将双馈轴带电机与螺旋桨连接；

S3、当双馈轴带电机的转速达到正常运行范围后，通过控制器断开定子开关与撬棒开关，将双馈轴带电机切换到双馈电机模式；

S4、在并网条件下将双馈轴带电机并入船舶电网；

S5、通过机侧变流器控制双馈轴带电机调速，实现双馈轴带电机的单机推进运行。