本實(shí)用新型涉及電力推進(jìn)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

AHTS三用拖船已成為近海離岸作業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不可或缺的角色，其推進(jìn)系統(tǒng)則是AHTS三用拖船必不可少的重要系統(tǒng)構(gòu)成?，F(xiàn)有常用的推進(jìn)系統(tǒng)型式一般為內(nèi)燃機(jī)機(jī)械推進(jìn)型式，即內(nèi)燃機(jī)提供推進(jìn)動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)軸系(減速齒輪箱)將動(dòng)力直接傳遞到全回轉(zhuǎn)舵槳(螺旋槳)，以達(dá)到船舶推進(jìn)的目的。但是這種結(jié)構(gòu)機(jī)械振動(dòng)大，噪聲大，調(diào)速范圍小，操縱靈活性低，燃油經(jīng)濟(jì)性低，并且布置、安裝空間需求大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服了上述缺陷，提供一種效率高，震動(dòng)小，可控性好的用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括船用柴油發(fā)電機(jī)組、主配電開(kāi)關(guān)柜、電力推進(jìn)變頻器、推進(jìn)電機(jī)和主推進(jìn)器，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組與主配電開(kāi)關(guān)柜電連接，所述主配電開(kāi)關(guān)柜與電力推進(jìn)變頻器電連接，所述電力推進(jìn)變頻器與推進(jìn)電機(jī)電連接，所述推進(jìn)電機(jī)與主推進(jìn)器傳動(dòng)連接，所述主推進(jìn)器安裝在船體尾部。

進(jìn)一步的，所述主配電開(kāi)關(guān)柜包括AC690V主配電板、AC440V主配電板和AC230V主配電板。

進(jìn)一步的，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)量為四個(gè)。

進(jìn)一步的，所述主配電開(kāi)關(guān)柜內(nèi)還設(shè)有各發(fā)電機(jī)組的ACB保護(hù)斷路器。

進(jìn)一步的，所述推進(jìn)電機(jī)和主推進(jìn)器的數(shù)量分別為兩個(gè)，所述兩個(gè)推進(jìn)電機(jī)和兩個(gè)主推進(jìn)器于船體艉部左右對(duì)稱(chēng)設(shè)置。

進(jìn)一步的，還包括彈性底座，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)彈性底座安裝在船體上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：柴油發(fā)電機(jī)組與推進(jìn)電機(jī)的組合使能量利用效率更高，減少了機(jī)械連接件，降低了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，并且可對(duì)應(yīng)不同的作業(yè)工況采用不同的動(dòng)力輸出，具有更佳的靈活性和優(yōu)越性，并且節(jié)省空間，使船體布置更加簡(jiǎn)潔，可采用多臺(tái)原動(dòng)機(jī)，個(gè)別機(jī)組故障不致喪失動(dòng)力，提高了系統(tǒng)冗余性及可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、船用柴油發(fā)電機(jī)組；2、主配電開(kāi)關(guān)柜；3、電力推進(jìn)變頻器；4、推進(jìn)電機(jī)；5、主推進(jìn)器。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。

本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：柴油發(fā)電機(jī)組與推進(jìn)電機(jī)的組合使能量利用效率更高，減少了機(jī)械連接件，降低了機(jī)械振動(dòng)和噪聲。

請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)施例的用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括船用柴油發(fā)電機(jī)組1、主配電開(kāi)關(guān)柜2、電力推進(jìn)變頻器3、推進(jìn)電機(jī)4和主推進(jìn)器5，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組1與主配電開(kāi)關(guān)柜2電連接，所述主配電開(kāi)關(guān)柜2與電力推進(jìn)變頻器3電連接，所述電力推進(jìn)變頻器3與推進(jìn)電機(jī)4電連接，所述推進(jìn)電機(jī)4與主推進(jìn)器5傳動(dòng)連接，所述主推進(jìn)器5安裝在船體尾部。

從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于：柴油發(fā)電機(jī)組與推進(jìn)電機(jī)4的組合使能量利用效率更高，減少了機(jī)械連接件，降低了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，并且可對(duì)應(yīng)不同作業(yè)工況的采用不同的動(dòng)力輸出，具有更佳的靈活性和優(yōu)越性，并且節(jié)省空間，使船體布置更加簡(jiǎn)潔，可采用多臺(tái)原動(dòng)機(jī)，個(gè)別機(jī)組故障不致喪失動(dòng)力，提高了系統(tǒng)冗余性及可靠性。

進(jìn)一步的，所述主配電開(kāi)關(guān)柜2包括AC690V主配電板、AC440V主配電板和AC230V主配電板。

進(jìn)一步的，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組1的數(shù)量為四個(gè)。

進(jìn)一步的，所述主配電開(kāi)關(guān)柜2內(nèi)還設(shè)有ACB保護(hù)斷路器。

由上述描述可知，主配電開(kāi)關(guān)柜2內(nèi)還設(shè)有ACB保護(hù)斷路器，當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷電路或進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，避免設(shè)備損壞。

進(jìn)一步的，所述推進(jìn)電機(jī)4和主推進(jìn)器5的數(shù)量分別為兩個(gè)，所述兩個(gè)推進(jìn)電機(jī)4和兩個(gè)主推進(jìn)器5于船體左右對(duì)稱(chēng)設(shè)置。

由上述描述可知，兩套系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)設(shè)置使船體受推進(jìn)力更加均衡，船體更加穩(wěn)定并易于控制。

進(jìn)一步的，還包括彈性底座，所述船用柴油發(fā)電機(jī)組1通過(guò)彈性底座安裝在船體上。

由上述描述可知，主要振動(dòng)源柴油發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在彈性底座上以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，與傳動(dòng)軸系和船體也無(wú)直接聯(lián)結(jié)，與現(xiàn)有機(jī)械推進(jìn)的原動(dòng)機(jī)及其成套的傳動(dòng)軸系相比，較大程度地降低了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，提高了船舶舒適性。

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例一為：

一種用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括船用柴油發(fā)電機(jī)組1、主配電開(kāi)關(guān)柜2、電力推進(jìn)變頻器3、推進(jìn)電機(jī)4和主推進(jìn)器5。

主柴油發(fā)電機(jī)組為四臺(tái)1425kW/AC690V/3p/60Hz的船用柴油發(fā)電機(jī)組1，通過(guò)各自的ACB保護(hù)開(kāi)關(guān)連接到主配電板開(kāi)關(guān)柜為全船供配電用，其中，一號(hào)、二號(hào)主發(fā)電機(jī)組連接到AC690V主配電板的主匯流排A，三號(hào)、四號(hào)主發(fā)電機(jī)組連接到AC690V主配電板的主匯流排B。四臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間可實(shí)現(xiàn)并車(chē)運(yùn)行、自動(dòng)同步及負(fù)載分配功能。

主配電板開(kāi)關(guān)柜包括AC690V、AC440V及AC230V主配電板三部分，具體如下：

AC690V主配電板為服務(wù)電力推進(jìn)的主要供配電裝置，其主匯流排分為獨(dú)立的A、B兩段，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE加以連接。AC690V主配電板主匯流排A段配備一號(hào)、二號(hào)主發(fā)電機(jī)組輸入電源的ACB保護(hù)斷路器、左舷電力推進(jìn)變頻器3和一號(hào)艏側(cè)推起動(dòng)器的ACB保護(hù)斷路器、一號(hào)690V/440V主變壓器初級(jí)的ACB保護(hù)斷路器及操錨設(shè)備AHT一號(hào)液壓?jiǎn)卧腗CCB斷路器；主匯流排B段配備三號(hào)、四號(hào)主發(fā)電機(jī)組輸入電源的ACB保護(hù)斷路器、右舷電力推進(jìn)變頻器3和二號(hào)艏側(cè)推起動(dòng)器的ACB保護(hù)斷路器、二號(hào)690V/440V主變壓器初級(jí)的ACB保護(hù)斷路器及操錨設(shè)備AHT二號(hào)液壓?jiǎn)卧腗CCB斷路器，同時(shí)主匯流排A、B兩段也根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況分別配備相應(yīng)規(guī)格和數(shù)量的MCCB斷路器作為其它AC690V負(fù)載的供配電開(kāi)關(guān)。

AC440V主配電板為主要服務(wù)推進(jìn)相關(guān)的伺服和輔助系統(tǒng)及其它船舶輔助系統(tǒng)的供配電裝置，其主匯流排也分為獨(dú)立的A、B兩段，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE加以連接。其中，主匯流排A段配備用于接入一號(hào)690V/440V主變壓器次級(jí)的ACB保護(hù)斷路器及其它根據(jù)實(shí)際440V負(fù)載情況配備的MCCB斷路器；主匯流排B段配備用于接入二號(hào)690V/440V主變壓器次級(jí)的ACB保護(hù)斷路器及其它根據(jù)實(shí)際440V負(fù)載情況配備的MCCB斷路器。AC440V主配電板隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE與一號(hào)、二號(hào)690V/440V主變壓器次級(jí)的ACB保護(hù)斷路器之間按規(guī)范要求兩兩互鎖。主匯流排A、B兩段各配一個(gè)用于AC440V應(yīng)急配電板饋電的ACB斷路器，并按規(guī)范要求在AC440V應(yīng)急配電板輸入端與應(yīng)急發(fā)電機(jī)ACB主開(kāi)關(guān)之間作互鎖，確保在同一時(shí)間只允許其中一個(gè)ACB斷路器在AC440V應(yīng)急配電板合閘。

AC230V主配電板的主匯流排同樣分為獨(dú)立的A、B兩段，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE加以連接。其中，主匯流排A段配備用于接入三號(hào)690V/230V主變壓器次級(jí)的MCCB保護(hù)斷路器及其它根據(jù)實(shí)際230V負(fù)載情況配備的MCCB斷路器；主匯流排B段配備用于接入四號(hào)690V/230V主變壓器次級(jí)的MCCB保護(hù)斷路器及其它根據(jù)實(shí)際440V負(fù)載情況配備的MCCB斷路器。AC230V主配電板隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE與三號(hào)、四號(hào)690V/230V主變壓器次級(jí)的MCCB保護(hù)斷路器之間按規(guī)范要求兩兩互鎖。

在動(dòng)力定位系統(tǒng)DP2作業(yè)操作時(shí)，AC690V、AC440V及AC230V主配電板的隔離開(kāi)關(guān)BUS-TIE均處于斷開(kāi)(分閘)狀態(tài)。

電力推進(jìn)變頻器3包括兩臺(tái)AC690V/2400kW的AFE型主推進(jìn)變頻器。左、右舷主電力推進(jìn)變頻器3的輸入電源分別來(lái)自AC690V主配電板主匯流排A、B段。電力推進(jìn)變頻器3主要由濾波器、整流器、逆變器等三部分組成，工作原理為通過(guò)IGBT整流電路將AC690V主配電板輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再經(jīng)三相橋式逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，供給推進(jìn)電動(dòng)機(jī)。

推進(jìn)電動(dòng)機(jī)包括兩臺(tái)AC690V/60Hz/2400kW/1200rpm的正/反轉(zhuǎn)交流異步電動(dòng)機(jī)。輸入動(dòng)力電源來(lái)自電力推進(jìn)變頻器3，通過(guò)控制變頻器輸出電源的可調(diào)頻率范圍實(shí)現(xiàn)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。

主推進(jìn)器5為兩臺(tái)額定2400kW/0～1200rpm的可調(diào)螺距舵槳推進(jìn)器，通過(guò)來(lái)自推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸入，帶動(dòng)舵槳推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到船舶的推進(jìn)控制目的。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的用于三用拖船的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，有益效果如下：

1).本案使用多臺(tái)電力推進(jìn)原動(dòng)機(jī)，主要振動(dòng)源柴油發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在彈性底座上以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，與傳動(dòng)軸系和船體也無(wú)直接聯(lián)結(jié)，與現(xiàn)有機(jī)械推進(jìn)的原動(dòng)機(jī)及其成套的傳動(dòng)軸系相比，較大程度地降低了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，提高了船舶舒適性。

2).本案推進(jìn)器的調(diào)速范圍為0～1200rpm，可實(shí)現(xiàn)不同調(diào)速區(qū)間的不同動(dòng)力輸出，有利于AHTS三用拖船應(yīng)對(duì)各種不同的作業(yè)工況(例如AHT拖帶作業(yè)工況、DP作業(yè)工況等)，與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)機(jī)械推進(jìn)相比，具有更佳的靈活性和優(yōu)越性。

3).機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)的燃油效率隨負(fù)載變化差異很大，在較低推力的時(shí)候，比如DP作業(yè)和機(jī)動(dòng)航行時(shí)差別非常明顯。本案電力推進(jìn)系統(tǒng)的電站由多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組組成，總的運(yùn)行臺(tái)數(shù)可以選擇使得每臺(tái)運(yùn)行機(jī)組負(fù)載最優(yōu)，總的額定功率也可以調(diào)整到適合船舶的可能的運(yùn)行工況，使得針對(duì)多數(shù)的運(yùn)行模式和時(shí)間內(nèi)都可能找到一個(gè)優(yōu)化的配置，達(dá)到較高的燃油經(jīng)濟(jì)性。

4).與現(xiàn)有機(jī)械推進(jìn)相比，本案電力推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)成減少了機(jī)械推進(jìn)原動(dòng)機(jī)及其成套的傳動(dòng)軸系布置，改善了機(jī)艙布置，節(jié)省了空間，推進(jìn)器采用電纜供電使其布置更加靈活。

5).本案電力推進(jìn)系統(tǒng)采用多臺(tái)原動(dòng)機(jī)，個(gè)別機(jī)組故障不致喪失動(dòng)力，提高了系統(tǒng)冗余性及可靠性。電力推進(jìn)也是目前最適合AHTS三用拖船完成動(dòng)力定位功能的推進(jìn)方式。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。