本實(shí)用新型涉及一種船舶動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，特別涉及一種基于船舶直流組網(wǎng)技術(shù)的電力推進(jìn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工程船舶及一些特種船舶中，推進(jìn)系統(tǒng)一般是采用柴油機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)船舶推進(jìn)器推動(dòng)船舶運(yùn)行的，其推進(jìn)系統(tǒng)是由柴油機(jī)、減速器和推進(jìn)器組成。柴油機(jī)的主軸與推進(jìn)器軸是直接連接在一起的，存在軸系占用空間大，振動(dòng)噪音強(qiáng)的問題。特別是當(dāng)船舶負(fù)載發(fā)生較大變化時(shí)，柴油機(jī)不能迅速跟隨變化，造成柴油機(jī)運(yùn)行工況差，耗油量高的缺陷。這種方案的最大優(yōu)勢(shì)是設(shè)備成本比較低廉。 為了節(jié)省船舶軸系布置空間，提高船舶電氣驅(qū)動(dòng)響應(yīng)速度和可操控性，開發(fā)出了船舶交流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，即柴油機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的恒頻恒壓交流電通過交流配電盤進(jìn)行交流組網(wǎng)，交流組網(wǎng)后的交流電壓在經(jīng)過交-直-交變頻器后，驅(qū)動(dòng)船舶推進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作，推進(jìn)電動(dòng)機(jī)再驅(qū)動(dòng)船舶推進(jìn)器推動(dòng)船舶運(yùn)行。當(dāng)船舶負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，由于同步發(fā)電機(jī)具有輸出同頻同壓恒定交流電壓的特點(diǎn)，只能通過切斷或增加同步發(fā)電機(jī)的方式，來適應(yīng)負(fù)載功率的變化，由于這種切換方式是非線性的，會(huì)造成運(yùn)行的柴油機(jī)不能運(yùn)行在最佳的功率效率點(diǎn)上，存在燃油使用率極其低下的問題。此外，交流組網(wǎng)推進(jìn)系統(tǒng)的交流配電盤兩側(cè)的控制系統(tǒng)是單獨(dú)設(shè)計(jì)控制的，存在柴油發(fā)電機(jī)組的控制與推動(dòng)系統(tǒng)協(xié)的控制割裂，整個(gè)系統(tǒng)的集成性較差，設(shè)備占地空間大，設(shè)備價(jià)格高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的交流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)存在的柴油機(jī)不能運(yùn)行在最佳的功率效率點(diǎn)，系統(tǒng)集成性差和占用空間大的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：

本實(shí)用新型的總體構(gòu)思是：采用公共直流母線系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，柴油機(jī)帶動(dòng)異步發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的交流電，通過交-直整流電路后與公共直流母線連接，船舶主推動(dòng)電機(jī)通過逆變器與公共直流母線連接，船舶側(cè)推動(dòng)電機(jī)通過另一個(gè)逆變器與公共直流母線連接，實(shí)現(xiàn)了船舶負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可線性調(diào)整異步發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率，使柴油機(jī)能工作在最佳的燃油功耗的狀態(tài)下，并使船舶電網(wǎng)能工作在正常的工作電壓下，提高了柴油機(jī)的燃燒效率，提高了發(fā)電和推動(dòng)兩個(gè)環(huán)節(jié)的集成性和協(xié)調(diào)性。

一種船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括第一柴油機(jī)和第二柴油機(jī)，第一柴油機(jī)與第一異步發(fā)電機(jī)連接在一起，第一異步發(fā)電機(jī)通過第一柴油發(fā)電機(jī)組整流器與公共直流母線連接在一起；第二柴油機(jī)與第二異步發(fā)電機(jī)連接在一起，第二異步發(fā)電機(jī)通過第二柴油發(fā)電機(jī)組整流器與公共直流母線連接在一起；在公共直流母線上分別連接有主推進(jìn)電機(jī)逆變器和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變器，主推進(jìn)電機(jī)逆變器與主推進(jìn)電機(jī)連接在一起，在主推進(jìn)電機(jī)上機(jī)械連接有主推進(jìn)器；側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變器與側(cè)推進(jìn)電機(jī)連接在一起，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)上機(jī)械連接有側(cè)推進(jìn)器。

在公共直流母線上連接有船舶日用變壓器逆變器，在船舶日用變壓器逆變器通過變壓器與船舶日用配電盒連接在一起。

船舶的左推進(jìn)系統(tǒng)的公共直流母線與右推進(jìn)系統(tǒng)的公共直流母線是連接在一起的，整個(gè)電氣功率通過高效、高動(dòng)態(tài)特性的直流母線分配。

本實(shí)用新型具體結(jié)構(gòu)是：采用柴油機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)異步發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，在每臺(tái)異步發(fā)電機(jī)的輸出端上都連接有各自的交流變直流的整流器，整流后的直流連接到一根公共直流母線上，在該公共直流母線上并聯(lián)有多個(gè)逆變器，每個(gè)逆變器上連接有各自的船舶推進(jìn)電機(jī)，每個(gè)船舶推進(jìn)電機(jī)與各自的船舶推進(jìn)器連接在一起。當(dāng)船舶負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)每臺(tái)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制柴油機(jī)始終運(yùn)行在最佳功率效率點(diǎn)上，也就是使其處于較佳的燃油使用狀態(tài)下，大大地降低了柴油機(jī)的油耗。特別是，由于采用公共直流母線的方式，使負(fù)載的變化可以通過異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來靈活地線性地調(diào)整，而不會(huì)造成公共直流母線直流電壓的波動(dòng)，進(jìn)而也不會(huì)影響到船舶上各用電電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

本實(shí)用新型相對(duì)于交流電力推進(jìn)系統(tǒng)具有較高的集成度，較低的成本，設(shè)備數(shù)量少，占地面積及重量低，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可以靈活的組合柴油發(fā)電機(jī)組，使各柴油發(fā)電機(jī)組均工作在最佳的功率效率點(diǎn)，降低柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

一種船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括第一柴油機(jī)1和第二柴油機(jī)6，第一柴油機(jī)1與第一異步發(fā)電機(jī)2連接在一起，第一異步發(fā)電機(jī)2通過第一柴油發(fā)電機(jī)組整流器3與公共直流母線14連接在一起；第二柴油機(jī)6與第二異步發(fā)電機(jī)7連接在一起，第二異步發(fā)電機(jī)7通過第二柴油發(fā)電機(jī)組整流器8與公共直流母線14連接在一起；在公共直流母線14上分別連接有主推進(jìn)電機(jī)逆變器4和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變器9，主推進(jìn)電機(jī)逆變器4與主推進(jìn)電機(jī)5連接在一起，在主推進(jìn)電機(jī)5上機(jī)械連接有主推進(jìn)器；側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變器9與側(cè)推進(jìn)電機(jī)10連接在一起，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)10上機(jī)械連接有側(cè)推進(jìn)器。

在公共直流母線14連接有船舶日用變壓器逆變器11，在船舶日用變壓器逆變器11通過變壓器12與船舶日用配電盒13連接在一起。

船舶的左推進(jìn)系統(tǒng)的公共直流母線與右推進(jìn)系統(tǒng)的公共直流母線是連接在一起的，整個(gè)電氣功率通過高效、高動(dòng)態(tài)特性的直流母線分配。

當(dāng)船舶處于全速航行時(shí)，船舶上全部推進(jìn)器均處于工作狀態(tài)，第一柴油機(jī)1和第二柴油機(jī)6均工作在最佳的燃油工況狀態(tài)下。當(dāng)船舶負(fù)荷減少時(shí)，關(guān)閉第一柴油機(jī)1，只由第二柴油機(jī)6提供動(dòng)力，

通過控制策略降低第二柴油機(jī)6的轉(zhuǎn)速，并使其處于較佳的燃油工況狀態(tài)，第二異步發(fā)電機(jī)7的輸出電壓也降低，這時(shí)通過調(diào)節(jié)第二柴油發(fā)電機(jī)組整流器8的觸發(fā)角使第二柴油發(fā)電機(jī)組整流器8輸出到公共直流母線14上的直流電壓保持不變，從而保證了船舶供電電網(wǎng)的正常工作而不受到影響。