發(fā)電機組整流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及供電設(shè)備，尤其涉及一種發(fā)電機組整流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著節(jié)能減排政策的推行以及電力系統(tǒng)電子技術(shù)發(fā)展迅速，船舶行業(yè)越來越關(guān)注直流電網(wǎng)在船舶上的應(yīng)用。船用直流電網(wǎng)相對于交流電網(wǎng)，提高了船舶運行效率，降低能耗，節(jié)約空間，顯著減少船舶的氮氧化物總量和溫室氣體排放。
[0003]船舶電網(wǎng)的發(fā)展與陸地電網(wǎng)一樣，最早采用的也是直流電力系統(tǒng)，當(dāng)時隨著船舶供電容量的增大，大容量直流發(fā)電機組換相問題一直難以克服。交流發(fā)電機組的產(chǎn)生解決了直流發(fā)電機組存在的問題，因此自20實際30年代開始，船舶電力系統(tǒng)進(jìn)入了交流時代。但是交流電力系統(tǒng)也存在控制復(fù)雜，電纜要求多等問題，長期困擾著船舶電力系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005]本發(fā)明提供一種發(fā)電機組整流裝置，包括:全控整流電路，用于將發(fā)電機組輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；以及控制器，具有直流電壓控制器和變速控制器，其中，所述直流電壓控制器，用于獲取所述全控整流電路的輸入端的交流電壓值和交流電流值以及所述全控整流電路的輸出端的直流電壓值和直流電流值，基于所獲取的值生成對所述全控整流電路的輸出直流電壓進(jìn)行控制的第一控制信號；所述變速控制器，用于根據(jù)所述直流電壓值和直流電流值，生成對所述發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的第二控制信號。
[0006]本發(fā)明至少一個有益效果為:實現(xiàn)了變速發(fā)電機組加全控型整流裝置的直流發(fā)電功能，且響應(yīng)速度快，動態(tài)性能穩(wěn)定，常規(guī)發(fā)電機組組即可實現(xiàn)。解決了大容量直流發(fā)電機組換相問題，采用變速發(fā)電機組加全控型整流裝置的方案，輸出的直流電壓穩(wěn)定且可控；相對于不控整流或半控整流有更快的響應(yīng)速度和更佳的動態(tài)性能及穩(wěn)態(tài)性能；可以保證發(fā)電機組單位功率因數(shù)輸出，降低發(fā)電機組容量。
【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]圖1為本發(fā)明發(fā)電機組整流裝置結(jié)構(gòu)一種實施方式的示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明發(fā)電機組整流裝置結(jié)構(gòu)另一種實施方式的示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明發(fā)電機組整流裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明發(fā)電機組整流裝置中控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5為本發(fā)明發(fā)電機組整流裝置中保護(hù)器的流程框圖。
[0013]附圖標(biāo)記:
[0014]1-發(fā)電機組整流裝置；101_全控整流電路；102_控制器；2_直流電壓控制器；3-發(fā)電機；4_交流電壓調(diào)節(jié)器；5_發(fā)動機；6_機組控制器；7_保護(hù)器；8_變速控制器；9-發(fā)動機組；10_母線；11-高頻濾波器；12-多電平全控整流橋；13-保險絲；14-儲能電容；15_防反二極管；16_直流斷路器；31_鎖相環(huán)；32_坐標(biāo)變換模塊；33_電流環(huán)控制器；34-調(diào)制模塊；35-第一計算模塊；36-第二計算模塊；37-直流電壓調(diào)節(jié)器；38-第三計算模塊；39_故障判斷裝置；40_調(diào)節(jié)裝置；17_電壓表；18_電流表；T-第一控制信號；η*_第二控制信號。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]在本發(fā)明以下各實施例中，實施例的序號和/或先后順序僅僅便于描述，不代表實施例的優(yōu)劣。對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。
[0017]本發(fā)明公開一種發(fā)電機組9整流裝置1，參見圖1，該裝置可以將交流電整流為直流電，該裝置包括全控整流電路101和控制器102。其中，全控整流電路101，用于將發(fā)電機組輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電?？刂破?02可以生成第一信號和第二信號，該第一信號控制全控整流電路的輸出直流電壓，第二信號用于控制發(fā)電機組9的轉(zhuǎn)速。
[0018]通過本發(fā)明中整流裝置I輸出的直流電可以連接到母線10以向外輸出，例如船用就輸送到船中各線路。為了方便說明，全控整流電路在下文可簡稱為“整流電路”，在附圖中同樣對應(yīng)編號101。
[0019]具體的，控制器102具有直流電壓控制器2和變速控制器8，其中直流電壓控制器2用于獲取所述全控整流電路101的輸入端的交流電壓值和交流電流值以及全控整流電路101的輸出端的直流電壓值和直流電流值，基于所獲取的值生成對全控整流電路101的輸出直流電壓進(jìn)行控制的第一控制信號T ;變速控制器8，用于根據(jù)所述直流電壓值和直流電流值，生成對所述發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的第二控制信號η*。
[0020]在一種實施方式中，發(fā)電機組9可以選用柴油變速發(fā)電機組，例如可以包括發(fā)電機3和柴油發(fā)動機5，柴油發(fā)動機5帶動發(fā)電機3轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交流電，具體的工作原理不再贅述。交流電通過全控整流電路101，輸出成直流電，而控制器獲取交流電壓值、交流電流值、直流電壓值和直流電流值，根據(jù)這些數(shù)值，生成控制信號。
[0021]需要理解的是，交流電壓值為線電壓值，以三相電為例，包括a線、b線和c線，交流電壓值，選用兩個線電壓值，第一線電壓值Uab為a線和b線間的線電壓，第二線電壓值Ubc為b線和c線間的線電壓，交流電流值選用:a線的線電流值13和b線的線電流值I b，直流電流和直流電壓則好理解，將直流電流記為Ici;直流電壓記為U ^，為了方便說明，說明書下文可以上述符號代替文字說明，例如Ub。為第二線電壓值。以上還可以參見圖3，當(dāng)然，測取上述數(shù)值的為電壓表17和電流表18，具體采用何種形式的電壓表和電流表不再說明，并且圖中的電壓表和電流表只是示意功能，并不說明測取交流電和直流電所用的表是同樣的表。
[0022]繼續(xù)參見圖3和圖4，說明直流電壓控制器2的具體結(jié)構(gòu)，直流電壓控制器2包括直流電壓外環(huán)以及交流電流內(nèi)環(huán)，參見圖4中編號2所框出的部分中，靠上的一組為交流電流內(nèi)環(huán)，靠下的一組為直流電壓外環(huán)。這只是為便于理解的示意圖，不用于限制本發(fā)明。
[0023]具體的，直流電壓外環(huán)用于獲取直流電壓值Uci和直流電流值I y生成用于交流電流內(nèi)環(huán)的參考電流值i/;交流電流內(nèi)環(huán)用于獲取交流電壓值(此處交流電壓可以為Uab和Ubc)和交流電流值(可以為13和I b)，并基于所述直流電壓外環(huán)所生成的參考電流值i/來生成第一控制信號T。
[0024]進(jìn)一步說明上述的直流電壓外環(huán)結(jié)構(gòu)和工作原理，直流電壓外環(huán)具有第一計算模塊35、第二計算模塊36和直流電壓調(diào)節(jié)器37。
[0025]其中第一計算模塊35獲取直流電壓值U。和直流電流值I。，生成瞬時功率值P，而第二計算模塊36根據(jù)所述瞬時功率值P，生成參考電壓值Ud/，直流電壓調(diào)節(jié)器37則根據(jù)參考電壓值Ud/與直流電壓值U。生成參考電流值i Λ
[0026]上述第一計算模塊如何根據(jù)功率計算公式:功率=電壓乘以電流計算瞬時功率P(即常見物理公式P = UI);而第二計算模塊則可以根據(jù)下垂曲線函數(shù)Ud/= Ud。。-k.Ρ(其中k為下垂斜率，Ud。。為空載時的參考電壓值U d；)，計算生成參考電壓值UdJ;下面以一個可選的方式說明直流電壓調(diào)節(jié)器37如何生成參考電流值i/:例如以PI調(diào)節(jié)方式，通過第一比對模塊將UdJ和U ^做差，將差值進(jìn)行比例放大或積分，以得到比對結(jié)果，直流電壓調(diào)節(jié)器37根據(jù)別對結(jié)果生成i/，需要理解的是其他本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的方式也能夠用于本發(fā)明，該i/是用于發(fā)送到交流電壓內(nèi)環(huán)的參考值。
[0027]下面說明上述的交流電壓內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)和工作原理，交流電流內(nèi)環(huán)具有:鎖相環(huán)31、坐標(biāo)變換模塊32、電流環(huán)控制器33和調(diào)制模塊34。
[0028]其中，鎖相環(huán)31根據(jù)交流電壓值生成相位角度e"，交流電壓值包括第一線電壓值Uab和第二線電壓值U b。;坐標(biāo)變換模塊32，根據(jù)相位角度，將交流電流值(I 3和I b)變換為等效直流電流值(Iq和I d);電流環(huán)控制器33，根據(jù)等效直流電流值(Iq和I d)與參考電流值的比較，生成電壓調(diào)整指令；調(diào)制模塊34，根據(jù)所述相位角度以及電壓調(diào)整指令，生成所述第一控制信號。
[0029]上述電流環(huán)控制器33生成電壓調(diào)整指令可以為:例如以PI調(diào)節(jié)方式，通過第一比對模塊將等效直流電流值(Iq和I J分別和0、i/做差，將差值進(jìn)行比例放大或積分，以得到比對結(jié)構(gòu)，電流環(huán)控制器33根據(jù)別對結(jié)果生成電壓調(diào)整指令。即Iq和O做差，此處O表示電流值為0，1,和i /做差。需要理解的是其他本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的方式也能夠用于本發(fā)明，該電壓調(diào)整指令是用于發(fā)送到調(diào)制模塊的。
[0030]需要理解，上述直流電壓調(diào)節(jié)器37如何