專利名稱：修造船用大功率逆變變頻岸電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及修造船用大功率逆變變頻岸電電源的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
岸電是一種為修造船業(yè)提供的專業(yè)供電設(shè)備。當(dāng)修造船時，船舶上的發(fā)電機(jī)應(yīng)停止工作，船舶上所有的用電設(shè)備均由岸上提供。國內(nèi)制造使用的船舶，一般使用電壓為三相380V/50Hz，國外的船舶使用電壓為三相440V/60Hz。
過去修造船業(yè)的傳統(tǒng)供電方式為 由三相380V/50Hz電動機(jī)帶動440V/60Hz發(fā)電機(jī)向船上供電(變頻機(jī)組供電方式)，其缺點(diǎn)較多噪音大、效率低；使用水冷降溫方式，故障率高，維修不方便，必須由專人管理；突然加重負(fù)載時電壓穩(wěn)定性差，頻率不穩(wěn)定。
本實(shí)用新型的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種以高可靠、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，能滿足各種440V/60Hz設(shè)備對電源的需要，采用新型變頻器件，全數(shù)字化微機(jī)控制的修造船用大功率逆變變頻岸電電源。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型至少包括與380V三相交流電網(wǎng)連接的交流電抗器，與交流電抗器連接的電子開關(guān)，與電子開關(guān)連接的整流器，與整流器連接的直流電抗器，與直流電抗器連接的直流濾波器，與直流濾波器連接的三相橋式逆變器，與三相橋式逆變器連接的交流濾波器，與交流濾波器連接的逆變輸出變壓器，與逆變輸出變壓器連接的輸出濾波器，輸出濾波器最后輸出440V、60Hz的交流電。
在三相電源輸入端加裝交流電抗器，可有效改善輸入功率因數(shù)，同時防止諧波電流回饋電源，盡可能使干擾降到最小。
電子開關(guān)可防止起始時對濾波電容充電所產(chǎn)生的大電流沖擊，對設(shè)備的器件起到有效保護(hù)作用，同時減輕對電網(wǎng)的影響。
本電源采用三相全橋整流電路。將交流電整流后，輸出脈動系數(shù)為0.057(最小)的直流電壓。
直流電抗器有三個作用a)可改善輸入功率因數(shù)；b)可保持整流電流連續(xù)性，并減小電流脈動；c)使直流電流連續(xù)。
直流濾波器采用額定的耐壓與足夠大容量的電解電容器，以平滑經(jīng)濾波電抗器輸出的脈動直流電壓，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
三相橋式逆變器的工作方式是將直流電變換為交流電。整個變換過程由微機(jī)控制。當(dāng)直流電壓降低或負(fù)載電流增加時，SPWM波(正弦脈寬調(diào)制)就會調(diào)寬，使輸出電壓保持穩(wěn)定。本逆變器選用了最新型的大功率晶體管IGBT(絕緣柵雙極晶體管模塊)，相當(dāng)于利用MOS管作前級驅(qū)動電路來推動末級晶體管的一個組合器件。因此它既具有MOS管的高輸入阻抗和開關(guān)速度快的特性，也具有晶體管飽和壓降低和允許工作電流大的優(yōu)點(diǎn)，同時還具有驅(qū)動功率小和驅(qū)動電路簡單的特點(diǎn)。逆變器采用IGBT高質(zhì)量器件，是保證電源安全可靠運(yùn)行的重要條件。
交流濾波器亦即校正電抗器。它可將逆變輸出的SPWM波形校正為準(zhǔn)正弦波，同時吸收逆變器所產(chǎn)生的各種多次諧波分量，防止逆變輸出變壓器發(fā)熱。
逆變輸出變壓器是專利產(chǎn)品，專利號為01262317.2。它能將三相電壓升到440V后再經(jīng)過波形電路將波形進(jìn)一步校正，輸出端的電壓值為440V±5％/60Hz±0.5Hz(當(dāng)輸入電壓為380V±15％/45～55Hz時)，波形失真度≤5％，是一種穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源。高頻SPWM逆變器的輸出是等輻不等寬的一系列矩形波脈沖，其脈寬按正弦規(guī)律變化。逆變開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率等于三角波載波的頻率。為了濾除高頻分量，得到低失真的正弦波輸出，在逆變輸出變壓器原邊串接交流電抗器，可降低逆變器輸出的脈寬調(diào)制中所可能包含的非50Hz奇次諧波成分過大的不利影響，以達(dá)到盡可能的降低正弦波波形畸變的目的。逆變輸出變壓器的原邊和副邊繞組分別是以Δ(三角形)和Y(星形)的形式來進(jìn)行連接的。同時副邊還增加了一組調(diào)壓抽頭以方便用戶使用調(diào)整。
交流電抗器的輸出端和三相橋式逆變器的輸出端之間還可以連接著微機(jī)控制電路。微機(jī)控制電路還和電子開關(guān)的控制端、三相橋式逆變器的SPWM調(diào)制端以及直流濾波器的輸出端連接。
微機(jī)控制電路采用微處理器和先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的方案來構(gòu)成電源的實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對電源運(yùn)行參數(shù)的智能化控制。模擬參數(shù)(例如市電電網(wǎng)輸入電源的電壓、電流、頻率，逆變器輸出的電壓、電流、頻率等運(yùn)行參數(shù))進(jìn)行實(shí)時采樣，并通過高速數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)(A/D轉(zhuǎn)換器)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控，同時通過采用先進(jìn)的監(jiān)控軟件對原設(shè)置參數(shù)值進(jìn)行分析比較，以判斷有無故障隱患存在。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障時，可以聲、光和文字信息的形式向用戶報(bào)警。此外，它還會將電源的運(yùn)行參數(shù)(電壓、電流、頻率等)在顯示屏幕上進(jìn)行實(shí)時顯示。
用戶可通過軟件編程按實(shí)際運(yùn)行工作的需要來重新設(shè)置電源內(nèi)部的各種臨界工作點(diǎn)的閾值電平。因此，在一般情況下，用戶可以不必對電源內(nèi)部的硬件進(jìn)行任何改變的情況下，就能很方便地調(diào)節(jié)電源的系統(tǒng)工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制。
交流電抗器的輸入端還可以連接著三相輸入電壓、電流的顯示計(jì)量裝置。輸出濾波器的輸出端還可以連接著三相輸出電壓、電流、頻率的顯示計(jì)量裝置。
本實(shí)用新型的任務(wù)就是這樣完成的。
本實(shí)用新型提供了一種高可靠、易操作、易維修，電壓、頻率的穩(wěn)定性好，能滿足各種440V/60Hz設(shè)備對電源的需要，采用新型變頻器件，金數(shù)字化微機(jī)控制的修造船用大功率逆變變頻岸電電源。它可廣泛應(yīng)用于修造船業(yè)中。


圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2為其電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1.一種修造船用大功率逆變變頻岸電電源，如圖1～圖2所示。它至少包括與380V三相交流電網(wǎng)連接的交流電抗器1，與交流電抗器1連接的電子開關(guān)2，與電子開關(guān)2連接的整流器3，與整流器3連接的直流電抗器4，與直流電抗器4連接的直流濾波器5，與直流濾波器5連接的三相橋式逆變器6，與三相橋式逆變器6連接的交流濾波器7，與交流濾波器7連接的逆變輸出變壓器8，與逆變輸出變壓器8連接的輸出濾波器9。輸出濾波器9最后輸出440V、60Hz的交流電。
交流電抗器1的輸出端和三相橋式逆變器6的輸出端之間還連接著微機(jī)控制電路10。微機(jī)控制電路10還和電子開關(guān)2的控制端、三相橋式逆變器6的SPWM調(diào)制端以及直流濾波器5的輸出端連接。交流電抗器1的輸入端還連接著三相輸入電壓、電流的顯示計(jì)量裝置11。輸出濾波器9的輸出端還連接著三相輸出電壓、電流、頻率的顯示計(jì)量裝置12。
圖2未接入三相輸入電壓、電流的顯示計(jì)量裝置11和三相輸出電壓、電流、頻率的顯示計(jì)量裝置12。
實(shí)施例1采用新型變頻器件，微機(jī)控制，高可靠、易操作、易維修，電壓、頻率穩(wěn)定。能滿足各種440V/60Hz設(shè)備對電源的需要，可廣泛應(yīng)用于修造船中。
權(quán)利要求1.一種修造船用大功率逆變變頻岸電電源，其特征在于它至少包括與380V三相交流電網(wǎng)連接的交流電抗器，與交流電抗器連接的電子開關(guān)，與電子開關(guān)連接的整流器，與整流器連接的直流電抗器，與直流電抗器連接的直流濾波器，與直流濾波器連接的三相橋式逆變器，與三相橋式逆變器連接的交流濾波器，與交流濾波器連接的逆變輸出變壓器，與逆變輸出變壓器連接的輸出濾波器，輸出濾波器最后輸出440V、60Hz的交流電。
2.按照權(quán)利要求1所述的修造船用大功率逆變變頻岸電電源，其特征在于所說的交流電抗器的輸出端和三相橋式逆變器的輸出端之間還連接著微機(jī)控制電路，微機(jī)控制電路還和電子開關(guān)的控制端、三相橋式逆變器的SPWM調(diào)制端以及直流濾波器的輸出端連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的修造船用大功率逆變變頻岸電電源，其特征在于所說的交流電抗器的輸入端還連接著三相輸入電壓、電流的顯示計(jì)量裝置。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的修造船用大功率逆變變頻岸電電源，其特征在于所說的輸出濾波器的輸出端還連接著三相輸出電壓、電流、頻率的顯示計(jì)量裝置。
5.按照權(quán)利要求3所述的修造船用大功率逆變變頻岸電電源，其特征在于所說的輸出濾波器的輸出端還連接著三相輸出電壓、電流、頻率的顯示計(jì)量裝置。
專利摘要一種修造船用大功率逆變變頻岸電電源，屬于電源技術(shù)。它至少包括與380V三相交流電網(wǎng)連接的交流電抗器，與交流電抗器連接的電子開關(guān)，與電子開關(guān)連接的整流器，與整流器連接的直流電抗器，與直流電抗器連接的直流濾波器，與直流濾波器連接的三相橋式逆變器，與三相橋式逆變器連接的交流濾波器，與交流濾波器連接的逆變輸出變壓器，與逆變輸出變壓器連接的輸出濾波器，最后輸出440V、60Hz的交流電。交流電抗器和三相橋式逆變器的輸出端之間還連接著微機(jī)控制電路，該電路還和電子開關(guān)、三相橋式逆變器及直流濾波器連接。它采用新型變頻器件，微機(jī)控制，高可靠、易操作、易維修，電壓、頻率穩(wěn)定?？蓮V泛應(yīng)用于修造船中。
文檔編號H02M5/451GK2624519SQ0321731
公開日2004年7月7日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者張振聲, 劉同利, 吳維禮, 隋學(xué)禮 申請人:青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)創(chuàng)統(tǒng)科技發(fā)展有限公司