[实用新型]一种船舶电网用模块化电能质量控制装置

说明书

一种船舶电网用模块化电能质量控制装置，包括驱动和主电路功率板、主控板、电压电流采样调理板、辅助电源板、接触器、断路器、开关按钮和风扇，辅助电源板与驱动和主电路功率板、主控板、电压电流采样调理板以及风扇相连；电压电流采样调理板与驱动和主电路功率板以及主控板相连；主控板与辅助电源板、驱动和主电路功率板、电压电流采样调理板、开关按钮、风扇以及接触器相连，主控板根据电压电流采样调理板获取结果控制驱动和主电路功率板输出电能质量补偿电流，同时控制接触器的断合以及风扇的启停。本实用新型实现交流负载谐波电流和无功电流的实时检测、宽频谱范围谐波电流补偿、功率因素矫正和故障自动旁路功能，具有低噪声、强电磁兼容性。

技术领域

本实用新型属于船舶电网电能质量控制与能量管理领域，具体涉及一种船舶电网用模块化电能质量控制装置，适用于船舶、潜器、无人航行器、深海空间站电网电能质量控制。

背景技术

电网中的谐波，易导致电动机类负载内部产生高频磁场，引发电动机发热，增加其损耗，降低了效率，且当电动机中谐波电流频率接近于某些零部件的固有振动频率时，引发机械共振，提高噪声水平。与此同时，电网中的谐波与无功分量增加了电网的损耗与逆变器的总容量，不利于重量、体积与能耗的控制，且高频谐波若发生电压谐振，易导致电缆绝缘击穿，引发事故。

而增加连续续航力，提高安全性、环境适应性、电磁兼容性，降低振动、噪声与能耗，是船舶、潜器、无人航行器、深海空间站等航行器技术发展永恒的主题，也是其显著的技术特征。由于船舶、潜器、无人航行器、深海空间站等航行器为典型的孤岛型能量系统，电网容量与规模较小，用电设备易导致电网的谐波与无功问题，亟需电能质量控制。

传统电能质量控制装置，一方面外部接口主要采用并联方式与电网连接，且需要在负载侧安装独立的电流采样单元，增加了安装与维修难度；另一方面，未针对船舶、潜器、无人航行器、深海空间站等航行器的新型需求开展针对性设计。因此，需要研发一种功能完备、安全可靠、使用便捷的新型船舶电网用模块化电能质量控制装置，既能实现船舶等航行器电能品质的控制，又具备易安装、维修与模块化组合使用的特性，满足减振降噪、节能化、环境适应性强与电磁兼容性高的要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对传统并联电压型电能质量控制装置存在安装繁琐、维修难度大的不足，提供一种船舶电网用模块化电能质量控制装置，实现交流负载谐波电流和无功电流的实时检测、宽频谱范围谐波电流补偿、功率因素矫正和故障自动旁路功能，具有低噪声、低能耗、强电磁兼容性、高可靠性、高安全性、抗冲击振动等特性。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种船舶电网用模块化电能质量控制装置，包括驱动和主电路功率板、主控板、电压电流采样调理板、辅助电源板、接触器、断路器、开关按钮和风扇，辅助电源板与驱动和主电路功率板、主控板、电压电流采样调理板以及风扇相连，辅助电源板从驱动和主电路功率板获取交流220V电，经过转换后为驱动和主电路功率板、主控板、电压电流采样调理板以及风扇提供直流24V电；电压电流采样调理板与驱动和主电路功率板以及主控板相连，电压电流采样调理板用于将从驱动和主电路功率板采集电流与电压结果，并获取需要补偿的谐波与无功电流输出至主控板；主控板与辅助电源板、驱动和主电路功率板、电压电流采样调理板、开关按钮、风扇以及接触器相连，主控板用于接收开关按钮的主动指令并根据电压电流采样调理板获取的需要补偿的谐波与无功电流控制驱动和主电路功率板输出电能质量补偿电流，同时主控板也控制接触器的断合以及风扇的启停。

按上述方案，所述主控板设置CAN接口，CAN接口通过CAN通讯总线与指挥室中央控制台连接(用于机旁与远程CAN通信启动和停机)。

该船舶电网用模块化电能质量控制装置具有的功能包括：

1)负载侧电流谐波分量与无功分量的实时检测；