基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電源裝置的領域，尤其涉及一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，應用于港口岸電領域的供電電源。
【背景技術】
[0002]近年來，美國、歐洲包括中國等國家對節(jié)能減排、環(huán)境保護工作重視程度提高?？扛鄣拇笆褂冒渡想娫聪到y(tǒng)供電，可作為減少港口環(huán)境污染問題的一項重要技術，在美國已有港口強制使用，當前靠港的船舶主要是利用自身攜帶的燃油機來提供發(fā)電電源，對港口空氣和水域造成污染，對船舶本身與周邊居民也會產(chǎn)生噪聲污染。
[0003]岸電電源就是用于解決船舶靠港采用岸電進行供電，解決上述問題，同時為船舶也帶來燃油成本的降低，具有環(huán)境和成本的雙重效益?，F(xiàn)有技術中，根據(jù)不同的船舶對電源的要求有三種配置，6.6kV/50Hz、6kV/60Hz，480V/60Hz。相應的岸電技術也建立在這三種電壓等級之上，大致分為低壓變流型岸電裝置和高壓變流型岸電裝置。低壓型，通過降壓變壓器將高壓電降壓到功率半導體可承受電壓范圍，采用AC/DC/AC的方式改變頻率和相位，然后通過輸出濾波器可直接對低壓型船舶供電，增加升壓變壓器可對中壓型船舶供電。高壓型，通過級聯(lián)直掛變頻電源進行AC/DC/AC變換，再通過降壓變壓器對船舶供電，兩種拓撲結(jié)構(gòu)都需要輸入輸出濾波器，且諧波含量較高，對岸電電網(wǎng)和船舶電氣系統(tǒng)產(chǎn)生污染，甚至損壞電氣設備，且濾波器尺寸較大且笨重。
[0004]無論低壓技術方案還是高壓技術方案，受局限于開關器件的開關頻率限制和效率的限制，變頻器整流和逆變產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的電能質(zhì)量和船舶電器的壽命產(chǎn)生不利影響。另外，濾波器尺寸較大，由于諧波造成的高頻損耗效率大大降低，缺乏經(jīng)濟性和環(huán)境友好，無冗余設計，系統(tǒng)可靠性低。
[0005]高壓技術方案采用電網(wǎng)側(cè)直掛的技術方案，采用移相整流變整流，船用逆變側(cè)采用級聯(lián)的方式輸出變頻電壓，無論高壓、低壓船舶均需要隔離變壓器降壓，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復雜，因為單元的級聯(lián)串聯(lián)，系統(tǒng)可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，解決了岸電電源的體積和經(jīng)濟性與可靠性問題，采用載波移相并聯(lián)可以有效降低變流器的工作開關頻率，可以利用變壓器漏抗實現(xiàn)完美無諧波輸出，同時模塊并聯(lián)還可以實現(xiàn)冗余功能，提高了供電的可靠性，節(jié)約了空間和成本，具有廣泛的應用價值。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供了一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，包括移相整流變壓器、AC/DC/AC模組單元以及輸出變壓器，所述的AC/DC/AC模組單元采用多個交錯并聯(lián)連接的AC/DC/AC模組，所述的移相整流變壓器的每個輸出繞組對應一組AC/DC/AC模組，每個AC/DC/AC模組采用交錯載波的方式并聯(lián)接到輸出變壓器。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的移相整流變壓器采用不控、晶閘管或者PWM整流變成直流信號。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的AC/DC/AC模組單元的各個AC/DC/AC模組之間采用載波移相調(diào)制技術。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的移相整流變壓器接入岸電，所述的輸出變壓器接入船電。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，不但解決了船舶利用清潔高效岸電的問題，同時提高了系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)換效率，采用模塊化設計，功率密度更高可維護性更強，無需龐大的輸出濾波器，采用冗余設計大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性，具有很強的適應性和經(jīng)濟便捷性，與當前環(huán)保和節(jié)能減排社會發(fā)展趨勢與訴求相適應，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明實施例包括:
一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，包括移相整流變壓器、AC/DC/AC模組單元以及輸出變壓器，所述的AC/DC/AC模組單元采用多個交錯并聯(lián)連接的AC/DC/AC模組，所述的移相整流變壓器的每個輸出繞組對應一組AC/DC/AC模組，每個AC/DC/AC模組采用交錯載波的方式并聯(lián)接到輸出變壓器。
[0015]上述中，所述的移相整流變壓器接入岸電，所述的輸出變壓器接入船電。該電源通過移相整流變與電網(wǎng)相連，通過多脈波整流成直流，然后通過載波移相并聯(lián)的PWM逆變器跟蹤船舶電源系統(tǒng)的電壓和相位，中壓船舶通過載波移相多重化技術實現(xiàn)無諧波輸出，低壓船舶通過移相載波并聯(lián)單元疊加給船舶供電，實現(xiàn)與船舶電源的無縫熱并網(wǎng)與脫網(wǎng)。
進一步的，所述的移相整流變壓器采用不控、晶閘管或者PWM整流變成直流信號，然后接逆變部分，構(gòu)成AC/DC/AC模組單元。移相整流變壓器的每個輸出繞組對應一組AC/DC/AC模組，每個AC/DC/AC模組采用交錯載波的方式并聯(lián)，并聯(lián)接到船電測的輸出變壓器，由于采用交錯并聯(lián)等效開關頻率是移相整流變壓器中單個開關頻率的倍數(shù)，有效提高了等效輸出開關頻率，利用輸出變壓器的漏感或者很小的輸出電感就能實現(xiàn)完美無諧波輸出，此方案不需要輸入輸出濾波器，而且可以有效降低AC/DC/AC模組單元的開關頻率，不但體積可以做的更加緊湊，并且可以有效電源轉(zhuǎn)換效率。
[0016]再進一步的，所述的AC/DC/AC模組單元的各個AC/DC/AC模組之間采用載波移相調(diào)制技術，提高等效開關頻率，由于移相整流變壓器中只含有功功率開關單元，無需輸出濾波器，通過輸出變壓器提供船舶電力。根據(jù)實際需要AC/DC/AC模組單元可以是進行熱備份和冷備份，當一個模組損壞時，保證持續(xù)的電力供應，冷備份也可以在檢修時能保證系統(tǒng)的不間斷運行。
[0017]本技術方案通過移相整流變壓器多繞組輸出接AC/DC/AC模組的模塊化變流器，每個AC/DC/AC模組交錯并聯(lián)，通過輸出變壓器接船電，由于N個AC/DC/AC模組采用交錯并聯(lián)，成倍提高了等效開關頻率，使系統(tǒng)輸出無需龐大的濾波器裝置，功率密度明顯提高，效率也得到顯著提升，并且采用冷備和熱備份的冗余策略，顯著提高系統(tǒng)的可靠性和可維護性，克服了現(xiàn)有岸電電源大體積，系統(tǒng)復雜，可靠性低、效率低等缺點，為此類應用提供了一種模塊化，冗余設計的解決方案。
[0018]該發(fā)明采用模塊化變流器單元載波移相并聯(lián)，提高等效開關頻率，利用輸入輸出變壓器漏感即可實現(xiàn)完美無諧波，從而無需體積龐大且效率較低的輸出濾波器。同時載波移相并聯(lián)單元能夠?qū)崿F(xiàn)冗余熱備和冷備功能，提高系統(tǒng)的可靠性。
[0019]綜上所述，本發(fā)明的基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，不但解決了船舶利用清潔高效岸電的問題，同時提高了系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)換效率，采用模塊化設計，功率密度更高可維護性更強，無需龐大的輸出濾波器，采用冗余設計大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性，具有很強的適應性和經(jīng)濟便捷性，與當前環(huán)保和節(jié)能減排社會發(fā)展趨勢與訴求相適應，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，其特征在于，包括移相整流變壓器、AC/DC/AC模組單元以及輸出變壓器，所述的AC/DC/AC模組單元采用多個交錯并聯(lián)連接的AC/DC/AC模組，所述的移相整流變壓器的每個輸出繞組對應一組AC/DC/AC模組，每個AC/DC/AC模組采用交錯載波的方式并聯(lián)接到輸出變壓器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，其特征在于，所述的移相整流變壓器采用不控、晶閘管或者PWM整流變成直流信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，其特征在于，所述的AC/DC/AC模組單元的各個AC/DC/AC模組之間采用載波移相調(diào)制技術。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，其特征在于，所述的移相整流變壓器接入岸電，所述的輸出變壓器接入船電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于載波移相技術無濾波器大功率變頻岸電電源裝置，包括移相整流變壓器、AC/DC/AC模組單元以及輸出變壓器，所述的AC/DC/AC模組單元采用多個交錯并聯(lián)連接的AC/DC/AC模組，所述的移相整流變壓器的每個輸出繞組對應一組AC/DC/AC模組，每個AC/DC/AC模組采用交錯載波的方式并聯(lián)接到輸出變壓器。通過上述方式，本發(fā)明不但解決了船舶利用清潔高效岸電的問題，同時提高了系統(tǒng)電能的轉(zhuǎn)換效率，采用模塊化設計，功率密度更高可維護性更強，無需龐大的輸出濾波器，采用冗余設計大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性，具有很強的適應性和經(jīng)濟便捷性，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
【IPC分類】H02M1/12, H02M5/40
【公開號】CN104883068
【申請?zhí)枴緾N201510347882
【發(fā)明人】楊恩星, 洪磊, 季翼鵬, 田野
【申請人】蘇州市歐米伽智能控制技術有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月23日