本發(fā)明涉及一種船舶動力推進(jìn)系統(tǒng)，特別涉及一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組及其熱啟動方法。
背景技術(shù)：
目前，船舶的電力推進(jìn)系統(tǒng)已開始采用直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由柴油發(fā)電機(jī)組、公共直流母線、變頻器和推進(jìn)系統(tǒng)組成。柴油發(fā)電機(jī)組是由柴油機(jī)和帶有勵磁裝置的異步發(fā)電機(jī)組成的，勵磁裝置的轉(zhuǎn)子與異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸，當(dāng)柴油機(jī)啟動時，當(dāng)柴油機(jī)啟動時，同軸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的勵磁交流電流經(jīng)整流變頻器為異步發(fā)電機(jī)提供勵磁電流，從而為異步發(fā)電機(jī)建立起直流電壓，使異步發(fā)電機(jī)發(fā)電；異步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)過整流變頻器后為直流組網(wǎng)公共直流母線提供直流電，公共直流母線上并聯(lián)有多路的逆變變頻器，每個逆變變頻器連接有各自的推進(jìn)電機(jī)，每個推進(jìn)電機(jī)與各自的船舶推進(jìn)器連接。在整個直流組網(wǎng)推進(jìn)系統(tǒng)中，柴油發(fā)電機(jī)組中的柴油機(jī)的啟動是先決條件，而柴油發(fā)電機(jī)的啟動方法多為冷啟動，要為柴油機(jī)配備船用空氣瓶和其他一些輔助啟動設(shè)備，占用了船上有限的空間，而且每次啟動時均需要對空氣瓶和輔助設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，存在操作復(fù)雜和成本高的問題；同時，柴油機(jī)的冷啟動對于其本身也會造成一定程度的損傷。另外，由于柴油發(fā)電機(jī)組中的異步發(fā)電機(jī)為帶有勵磁裝置的異步發(fā)電機(jī)，也存在占用空間大和設(shè)備成本高的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組及其啟動方法，解決了現(xiàn)有的直流組網(wǎng)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中柴油發(fā)電機(jī)組
存在的占用空間大、維護(hù)成本高和柴油機(jī)冷啟動容易造成其損傷的技術(shù)問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：
一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組，包括第一柴油發(fā)電機(jī)組，第一柴油發(fā)電機(jī)組是由第一柴油機(jī)和第一異步發(fā)電機(jī)組成的，第一柴油發(fā)電機(jī)組通過第一整流變頻器與公共直流母線連接在一起，公共直流母線經(jīng)過主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器與主推進(jìn)電機(jī)電連接，在主推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有主推進(jìn)器，在公共直流母線上連接有斬波器，在斬波器的輸入端上連接有直流開關(guān)，直流開關(guān)的另一端上連接有蓄電池組。
在公共直流母線上連接有側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器的輸出端與側(cè)推進(jìn)電機(jī)電連接在一起，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有側(cè)推進(jìn)器；在公共直流母線上連接有船舶日用電源逆變變頻器，船舶日用電源逆變變頻器通過變壓器與船舶日用負(fù)載連接在一起。
在公共直流母線上連接有第二整流變頻器，第二整流變頻器的輸入端與第二柴油發(fā)電機(jī)組連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組是由第二柴油機(jī)和第二異步電機(jī)組成的。
一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組的啟動方法，包括以下步驟：
第一步、將第一柴油機(jī)與第一異步發(fā)電機(jī)連接后組成第一柴油發(fā)電機(jī)組，將第一柴油發(fā)電機(jī)組的電流輸出端通過第一整流變頻器與公共直流母線連接在一起，在公共直流母線上連接主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器，在主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器的輸出端上連接推進(jìn)電機(jī)；
第二步、在公共直流母線上連接斬波器，在斬波器的輸入端上連接直流開關(guān)，直流開關(guān)的另一端上連接蓄電池組；
第三步、當(dāng)啟動第一柴油發(fā)電機(jī)組時，首先將直流開關(guān)閉合，蓄電池組開始為斬波器提供電源，斬波器得電后開始工作，公共直流母線得電，公共直流母線為第一整流變頻器提供電源，第一整流變頻器將公共直流母線上的直流電逆變成交流電，為第一異步發(fā)電機(jī)的定子繞組提供交流勵磁電流，第一異步發(fā)電機(jī)作為異步電動機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，第一異步發(fā)電機(jī)帶動同軸的第一柴油機(jī)轉(zhuǎn)動，從而完成第一柴油機(jī)的熱啟動；
本發(fā)明在傳統(tǒng)船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)中增加蓄電池組，
通過斬波器連接到公共直流母線上，通過蓄電池組放電對公共直流母線進(jìn)行充電，直流母線得電后，通過逆變變頻器為異步發(fā)電機(jī)提供勵磁電流使其工作在異步電動機(jī)狀態(tài)下，解決了現(xiàn)有船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中因為柴油發(fā)電機(jī)啟動需要空氣瓶及輔助設(shè)備幫助，有效減小了異步電機(jī)的體積和重量，同時使異步發(fā)電機(jī)省去了勵磁裝置的配備，降低了設(shè)備投資，節(jié)省了設(shè)備占用空間。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組，包括第一柴油發(fā)電機(jī)組20，第一柴油發(fā)電機(jī)組20是由第一柴油機(jī)1和第一異步發(fā)電機(jī)2組成的，第一柴油發(fā)電機(jī)組20通過第一整流變頻器3與公共直流母線10連接在一起，公共直流母線10經(jīng)過主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器11與主推進(jìn)電機(jī)12電連接，在主推進(jìn)電機(jī)12的輸出軸上連接有主推進(jìn)器13，在公共直流母線10上連接有斬波器9，在斬波器9的輸入端上連接有直流開關(guān)8，直流開關(guān)8的另一端上連接有蓄電池組7。
在公共直流母線10上連接有側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器14，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器14的輸出端與側(cè)推進(jìn)電機(jī)15電連接在一起，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)15的輸出軸上連接有側(cè)推進(jìn)器16；在公共直流母線10上連接有船舶日用電源逆變變頻器17，船舶日用電源逆變變頻器17通過變壓器18與船舶日用負(fù)載19連接在一起。
在公共直流母線10上連接有第二整流變頻器6，第二整流變頻器6的輸入端與第二柴油發(fā)電機(jī)組21連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組21是由第二柴油機(jī)4和第二異步電機(jī)5組成的。
一種基于船用直流組網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組的啟動方法，包括以下步驟：
第一步、將第一柴油機(jī)1與第一異步發(fā)電機(jī)2連接后組成第一柴油發(fā)電機(jī)組20，將第一柴油發(fā)電機(jī)組20的電流輸出端通過第一整流變頻器3與公共直流母線10連接在一起，在公共直流母線10上連接主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器11，在主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器11的輸出端上連接推進(jìn)電機(jī)12；
第二步、在公共直流母線10上連接斬波器9，在斬波器9的輸入端上連接直流開關(guān)8，直流開關(guān)8的另一端上連接蓄電池組7；
第三步、當(dāng)啟動第一柴油發(fā)電機(jī)組20時，首先將直流開關(guān)8閉合，蓄電池組7開始為斬波器9提供電源，斬波器9得電后開始工作，公共直流母線10得電，公共直流母線10為第一整流變頻器3提供電源，第一整流變頻器3將公共直流母線10上的直流變交流的轉(zhuǎn)換通路為第一異步發(fā)電機(jī)2的定子繞組提供交流電流，該交流電流在第一異步發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子和定子之間形成氣隙旋轉(zhuǎn)磁場，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場帶動第一異步發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，第一異步發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子帶動同軸的第一柴油機(jī)1的曲軸連桿轉(zhuǎn)動，從而完成第一柴油機(jī)1的熱啟動；
第四步、第一柴油機(jī)1啟動后，第一柴油機(jī)1的氣缸開始進(jìn)入正常工作循環(huán)，第一柴油機(jī)1開始加速運動至怠速，當(dāng)?shù)谝划惒桨l(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速后，第一異步發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子反向切割氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線，在轉(zhuǎn)子繞組中形成發(fā)電電流，該發(fā)電電流通過第一整流變頻器3的另一個由交流到直流的轉(zhuǎn)換通路為公共直流母線10提供直流電，從而公共直流母線10得電，公共直流母線10得電后，又反向通過第三步所述的直流變交流通路，為第一異步發(fā)電機(jī)2的定子繞組提供勵磁電流，此時可將直流開關(guān)8切斷。