一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)船驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為新能源家族的純電動(dòng)船，尤其采用超級(jí)電容與動(dòng)力鋰電池相組合的雙電型純電動(dòng)船，其電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置是非常重要的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器控制裝置與牽引型電動(dòng)機(jī)裝置有效組合時(shí)，就形成了一種適用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置。由于船舶航行中必然有流動(dòng)的水，因此，傳統(tǒng)意義上的冷卻部分可以由這流動(dòng)的液體充當(dāng)，完全可以由取之不盡用之不竭的水成為冷卻的載體，因此亟需一種新的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，能夠有效利用流動(dòng)的液體滿足冷卻效果，并且能充分壓低能耗。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動(dòng)放大器、隔離電源生成模塊和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動(dòng)放大器相連，所述驅(qū)動(dòng)放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端連接有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊與參數(shù)檢測(cè)模塊相連，所述參數(shù)檢測(cè)模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。
[0005]所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口。
[0006]所述參數(shù)檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和溫度監(jiān)測(cè)模塊。
[0007]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識(shí)別模塊相連；所述電壓識(shí)別模塊用于監(jiān)測(cè)母線電壓。
[0008]所述驅(qū)動(dòng)放大器還與預(yù)充電模塊相連。
[0009]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連。
[0010]所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊為可選的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型采用了溫度檢測(cè)與循環(huán)水流配合控制，完成了節(jié)能條件下的冷卻控制。即，當(dāng)上升溫度不大的時(shí)候(低于一定的幅值)，采用船體外殼的冷卻效果將熱量散發(fā)或帶走；當(dāng)溫度到一定限值時(shí)，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型考慮到節(jié)能，其水循環(huán)的水流是得到控制的，即依照能耗最小化的原則，在滿足冷卻效果的前提下，充分壓低能耗。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0015]本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，如圖1所示，包括主控制器、驅(qū)動(dòng)放大器、隔離電源生成模塊和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動(dòng)放大器相連，所述驅(qū)動(dòng)放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端連接有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊與參數(shù)檢測(cè)模塊相連，所述參數(shù)檢測(cè)模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。
[0016]其中，主控制器采用DSP數(shù)字控制器與FPGA邏輯控制器相組合構(gòu)成，該主控制器主要完成對(duì)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)與控制，完成對(duì)外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)檢測(cè)和控制。所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)接口可以負(fù)責(zé)接受船載控制器給出的速度調(diào)節(jié)信息。
[0017]驅(qū)動(dòng)放大器輸出PffM信號(hào)，在本系統(tǒng)中，DSP給出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是3.3V，這樣微弱的信號(hào)是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊(即功率管)的，為此，DSP給出的PffM信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大器完成電壓的隔離，并有功率驅(qū)動(dòng)的特征。
[0018]由于系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)放大需要各路相隔離的電壓，隔離電源生成模塊則用于完成隔離電源的生成，其隔離等級(jí)必須大于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊所給出的最高電壓。
[0019]動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊用于實(shí)現(xiàn)功率的輸出，依照PffM的信號(hào)完成功率的輸出，在本實(shí)施方式中，有三個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，分別為電壓為100VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第一電動(dòng)機(jī)；電壓為800VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第二電動(dòng)機(jī)；電壓為1200VDC以內(nèi)的電壓，用于聯(lián)接相匹配的第三電動(dòng)機(jī)。
[0020]當(dāng)針對(duì)不同的船舶，其驅(qū)動(dòng)功率是不盡相同的，本系統(tǒng)要能覆蓋大范圍的功率面，在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了模塊化的結(jié)構(gòu)，對(duì)功率驅(qū)動(dòng)部分采用了可選的菜單模式，即，依照電動(dòng)機(jī)的功率和特性曲線，選擇一種相匹配的功率驅(qū)動(dòng)管模組，在系統(tǒng)配置過程中，選擇相適應(yīng)的電壓等級(jí)，因此，由不同功率和不同電壓優(yōu)化組合后的驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)更能適應(yīng)電動(dòng)船的驅(qū)動(dòng)組合。
[0021]所述參數(shù)檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和溫度監(jiān)測(cè)模塊。電壓檢測(cè)模塊，該模塊用于完成將母線電壓、電動(dòng)機(jī)端子電壓進(jìn)行測(cè)量，并反饋給主控制器，由主控制器控制調(diào)節(jié)PWM信號(hào)。電流檢測(cè)模塊，該模塊完成對(duì)電動(dòng)機(jī)電流的測(cè)量，并將測(cè)得的電流送至主控制器，由主控制器控制調(diào)節(jié)PWM信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。溫度測(cè)量模塊，用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)器裝置的溫度、功率驅(qū)動(dòng)管的功率，當(dāng)溫度達(dá)到限定值后，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)，并對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，整個(gè)調(diào)節(jié)過程由主控制器實(shí)施。
[0022]船舶系統(tǒng)在航行過程中，無(wú)論驅(qū)動(dòng)器裝置還是電動(dòng)機(jī)，都將產(chǎn)生不可抑制的熱量，本系統(tǒng)采用了溫度檢測(cè)與循環(huán)水流配合控制的原理，完成了節(jié)能條件下的冷卻控制。即當(dāng)上升溫度不大的時(shí)候(低于一定的幅值)，采用船體外殼的冷卻效果將熱量散發(fā)或帶走；當(dāng)溫度到一定限值時(shí)，開啟循環(huán)水冷系統(tǒng)，進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)。本發(fā)明的特點(diǎn)是，考慮到節(jié)能，其水循環(huán)的水流是得到控制的，即依照能耗最小化的原則，在滿足冷卻效果的前提下，充分壓低能耗。
[0023]所述驅(qū)動(dòng)放大器還與預(yù)充電模塊相連。該預(yù)充電模塊是為了保護(hù)本系統(tǒng)裝置，對(duì)電壓的啟動(dòng)初期必須進(jìn)行檢測(cè)，并保證電壓在上升到設(shè)定值后才能正式開啟動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，這一設(shè)計(jì)方式有效地保護(hù)了動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊而不至于在上電瞬間損壞。
[0024]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連，船載驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置，在系統(tǒng)的標(biāo)定過程中測(cè)得系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向過程中的最高功率最高承受能力，并將本裝置的抗最高功率限定值保存，用以在驅(qū)動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)向過程中，不會(huì)由于快速反向而損壞到驅(qū)動(dòng)管子。
[0025]所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識(shí)別模塊相連，電壓識(shí)別模塊在這里非常重要，當(dāng)監(jiān)測(cè)到當(dāng)時(shí)母線電壓后，傳遞給主控制器，由主控制器調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，以保證瞬間功率輸出最大。
[0026]本實(shí)用新型的控制流程如下:
[0027]1、靈活選配電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊。當(dāng)船舶的動(dòng)力推進(jìn)需求明確的情況下，選擇一種合適的功率的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，然后選擇一種電壓等級(jí)(在本實(shí)施方式中，電壓等級(jí)范圍較大，是因?yàn)椴捎昧丝伸`活更換的驅(qū)動(dòng)模組)，這一電壓等級(jí)與所選的驅(qū)動(dòng)模塊是相匹配的。
[0028]2、設(shè)置一種系統(tǒng)冷卻的方式方法和參數(shù)。在這一過程中，可以是自然風(fēng)冷的，也可以是利用船體表面冷卻(利用安置于水中部分)，將驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)緊貼于船體的外殼，實(shí)施冷卻，在需要加大冷卻量的，即為利用循環(huán)水冷卻，值得一提的是，本實(shí)施方式的循環(huán)冷卻水，水流量是可調(diào)節(jié)的，是依照了熱量?jī)?yōu)化、節(jié)能省電的原則來(lái)實(shí)施控制循環(huán)水冷卻的。
[0029]3、驅(qū)動(dòng)控制。在本系統(tǒng)中配置了網(wǎng)絡(luò)接口，這一網(wǎng)絡(luò)接口與船載控制器的網(wǎng)絡(luò)接口相聯(lián)，在控制器給出的轉(zhuǎn)速參數(shù)后，驅(qū)動(dòng)器即給出電機(jī)的電能，讓其依照給定量實(shí)施電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0030]4、在船舶航行過程中，由于驅(qū)動(dòng)器一直與電動(dòng)機(jī)配合運(yùn)動(dòng)(耗能)，所產(chǎn)生的熱量必將通過溫度檢測(cè)后的參數(shù)通過降溫措施的調(diào)節(jié)，滿足連續(xù)航行的需求，保證系統(tǒng)的連續(xù)可靠運(yùn)行。
[0031]5、作為用于船舶的驅(qū)動(dòng)控制器，其動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)特性(主要是瞬間的反向能力)必須滿足船舶的動(dòng)態(tài)需求，在本裝置中，由船載驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向功率方位限定裝置的標(biāo)定值，達(dá)到了這一快速響應(yīng)的目標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動(dòng)放大器、隔離電源生成模塊和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，其特征在于，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動(dòng)放大器相連，所述驅(qū)動(dòng)放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端連接有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊與參數(shù)檢測(cè)模塊相連，所述參數(shù)檢測(cè)模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還連接有網(wǎng)絡(luò)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述參數(shù)檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和溫度監(jiān)測(cè)模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與電壓識(shí)別模塊相連；所述電壓識(shí)別模塊用于監(jiān)測(cè)母線電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)放大器還與預(yù)充電模塊相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述主控制器還通過數(shù)據(jù)通道與船載驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)向功率高位限定裝置相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊為可選的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種船載水冷式動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器控制裝置，包括主控制器、驅(qū)動(dòng)放大器、隔離電源生成模塊和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控制器通過數(shù)據(jù)通道與驅(qū)動(dòng)放大器相連，所述驅(qū)動(dòng)放大器與隔離電源生成模塊相連；所述驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端連接有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊與參數(shù)檢測(cè)模塊相連，所述參數(shù)檢測(cè)模塊通過數(shù)據(jù)通道與所述主控制器相連。本實(shí)用新型能夠有效利用流動(dòng)的液體滿足冷卻效果，并且能充分壓低能耗。
【IPC分類】B63H21/38, B63H21/17
【公開號(hào)】CN204895827
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520642399
【發(fā)明人】陸政德, 帥鴻元
【申請(qǐng)人】上海瑞華(集團(tuán))有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日