專利名稱：船舶用逆變器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制從逆變器產(chǎn)生的諧波成分流入船內(nèi)母線的船舶用逆變器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為通過(guò)逆變器控制交流電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，可列舉專利文獻(xiàn)I和2所公開的系統(tǒng)。圖4是簡(jiǎn)化上述專利文獻(xiàn)I和2所公開的現(xiàn)有的逆變器系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在圖4中，I是船內(nèi)母線，經(jīng)由電源側(cè)斷路器2連接在柴油發(fā)電機(jī)(D/G)、燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)(T/G)等各種交流發(fā)電機(jī)3，接收電力的供給。而且，在該船內(nèi)母線I上經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4、交流電抗器5、逆變器6連接有驅(qū)動(dòng)螺旋槳7的推進(jìn)電動(dòng)機(jī)8。9是檢測(cè)推進(jìn)電動(dòng) 機(jī)8的轉(zhuǎn)速來(lái)向逆變器6的控制電路反饋速度信號(hào)的速度檢測(cè)器。逆變器6根據(jù)預(yù)先設(shè)定在控制電路內(nèi)的速度設(shè)定值與從上述速度檢測(cè)器9反饋的推進(jìn)電動(dòng)機(jī)8的實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的偏差來(lái)控制(例如VVVF控制)施加到推進(jìn)電動(dòng)機(jī)8的電壓的大小、頻率，來(lái)控制推進(jìn)電動(dòng)機(jī)8的轉(zhuǎn)速。交流電抗器5是抑制從逆變器6產(chǎn)生的諧波成分流入船內(nèi)母線I的裝置。作為提高交流電抗器5的諧波抑制效果的對(duì)策之一，有增大電感(L)的方法。在這種情況下，由于導(dǎo)致交流電抗器5本身的構(gòu)造(尺寸)、電力損失變大，因此并不理想。作為其它對(duì)策，還考慮如圖5那樣的系統(tǒng)。圖5的船舶用逆變器系統(tǒng)與圖4的船舶用逆變器系統(tǒng)的不同之處在于代替交流電抗器5而應(yīng)用了三相三繞組變壓器10 ;將主側(cè)逆變器6A和從側(cè)逆變器6B作為逆變器連接在三相三繞組變壓器10的二次繞組、三次繞組；而且，應(yīng)用與逆變器6A和6B連接的多繞組電動(dòng)機(jī)(圖中雙繞組電動(dòng)機(jī))11作為推進(jìn)電動(dòng)機(jī)。此外，IlAUlB是指多繞組電動(dòng)機(jī)11的各定子繞組。其它結(jié)構(gòu)與圖4相同，因此省略說(shuō)明。在圖5中，船內(nèi)母線I經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4連接在三相三繞組變壓器10的一次繞組(Y接線)，該三相三繞組變壓器10的二次繞組(Y接線)經(jīng)由主側(cè)逆變器6A連接在多繞組型電動(dòng)機(jī)11的一個(gè)定子繞組IlA0另外，三相三繞組變壓器10的三次繞組(A接線)經(jīng)由從側(cè)逆變器6B連接在多繞組型電動(dòng)機(jī)11的另一個(gè)定子繞組11B。根據(jù)圖5的結(jié)構(gòu)，使通過(guò)三相三繞組變壓器10向多繞組型電動(dòng)機(jī)11的定子繞組IlA供電的主側(cè)逆變器6A的電源系統(tǒng)與向定子繞組IlB供電的從側(cè)逆變器6B的電源系統(tǒng)的相位錯(cuò)開30度，由此能夠抵消從各逆變器6A、6B產(chǎn)生的諧波成分的一部分來(lái)降低諧波失真。通過(guò)這樣將逆變器6A和6B的電源相位錯(cuò)開來(lái)進(jìn)行諧波抑制是眾所周知的。此外，也可以代替設(shè)置三相三繞組變壓器10而應(yīng)用與逆變器成一對(duì)的單相單繞組型變壓器來(lái)作為主側(cè)逆變器6A、從側(cè)逆變器6B各自的電源用，將其中一個(gè)設(shè)為A-A型，將另一個(gè)設(shè)為A -Y型。但是，在這種情況下，由于設(shè)置兩臺(tái)單相單繞組型變壓器，與此相應(yīng)地導(dǎo)致設(shè)置空間增大，因此一般如上所述那樣使用三相三繞組變壓器。專利文獻(xiàn)I :日本特開平5-056682號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3352182號(hào)公報(bào)在圖5所示的船舶用逆變器系統(tǒng)的情況下，在啟動(dòng)時(shí)大的勵(lì)磁涌流流入三相三繞組變壓器10，因此需要采取如下對(duì)策等將與船內(nèi)母線I連接的交流發(fā)電機(jī)3設(shè)為與其相稱的大小的容量，或者增加交流發(fā)電機(jī)3的設(shè)置臺(tái)數(shù)。另外，實(shí)際情況是三相三繞組變壓器10的船內(nèi)空間占用比例高，在配置等方面費(fèi)心思。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述問(wèn)題，其目的在于提供一種不會(huì)導(dǎo)致與船內(nèi)母線連接的交流發(fā)電機(jī)的容量增大化、設(shè)置臺(tái)數(shù)的增加而實(shí)現(xiàn)位于船內(nèi)母線與逆變器之間的變壓器的省空間化的船舶用逆變器系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一發(fā)明所涉及的船舶用逆變器系統(tǒng)，具有從船內(nèi)的發(fā)電機(jī)被供給電力的船內(nèi)母線，將通過(guò)與該船內(nèi)母線相連接的多個(gè)逆變器進(jìn)行頻率變換后的電壓供給至卷繞在推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)上的多個(gè)定子繞組，該船舶用逆變器系統(tǒng)的特征在 于，將上述多個(gè)定子繞組的一半設(shè)為第一組的定子繞組，將剩下的一半定子繞組設(shè)為第二組的定子繞組，將上述多個(gè)逆變器的一半設(shè)為第一組的逆變器，將剩下的一半逆變器設(shè)為第二組的逆變器，將上述第一組的各定子繞組連接到上述第一組的各逆變器的負(fù)載側(cè)，將上述第一組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的交流電抗器連接到上述船內(nèi)母線，將上述第二組的各定子繞組連接到上述第二組的各逆變器的負(fù)載側(cè)，將上述第二組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的三相單繞組變壓器連接到上述船內(nèi)母線，該三相單繞組變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的電壓相位錯(cuò)開30度。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種船舶用逆變器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)諧波抑制，并且不使用特殊的變壓器就能夠降低勵(lì)磁涌流，由此使設(shè)置在船內(nèi)的發(fā)電機(jī)的容量、臺(tái)數(shù)最優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)船內(nèi)省空間化。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的船舶用逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的船舶用逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的船舶用逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖4是現(xiàn)有的船舶用逆變器系統(tǒng)的第一例的結(jié)構(gòu)圖。圖5是現(xiàn)有的船舶用逆變器系統(tǒng)的第二例的結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明I :船內(nèi)母線；2 :電源側(cè)斷路器；3 :交流發(fā)電機(jī)；4A、4B :負(fù)載側(cè)斷路器；5 :交流電抗器;6A、6B :逆變器；7 :螺旋槳；9 :速度檢測(cè)器;11、112、113 :多繞組型電動(dòng)機(jī)；12 :三相單繞組變壓器(A -Y型)。
具體實(shí)施例方式下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，通過(guò)對(duì)與已經(jīng)說(shuō)明的圖4和圖5所記載的部件對(duì)應(yīng)的部件附加對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)來(lái)適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。[實(shí)施方式I]
參照?qǐng)DI所示的船舶用逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I。(結(jié)構(gòu))在圖I中，本實(shí)施方式I的船舶用逆變器系統(tǒng)與圖5中示出的船舶用逆變器系統(tǒng)的不同之處在于代替三相三繞組變壓器10而應(yīng)用交流電抗器5和三相單繞組變壓器(A -Y型)12，將交流電抗器5的電源側(cè)端子經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4A連接在船內(nèi)母線1，并且將負(fù)載側(cè)端子連接在逆變器6A的電源側(cè)端子，從而構(gòu)成第一電源系統(tǒng)；而且，將三相單繞組變壓器12的電源側(cè)端子經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4B連接在船內(nèi)母線1，并且將負(fù)載側(cè)端子連接在逆變器6B的電源側(cè)端子，從而構(gòu)成第二電源系統(tǒng)。其它部件(斷路器2、交流發(fā)電機(jī)3、逆變器6A、6B、螺旋槳7、速度檢測(cè)器9、多繞組型電動(dòng)機(jī)11)是與圖4或圖5所示的部件同等的部件。
(作用)在圖I中，從船內(nèi)母線I經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4A和交流電抗器5向與多繞組型電動(dòng)機(jī)11的一個(gè)定子繞組IlA相連接的主側(cè)逆變器6A供給交流電力。與此相對(duì)，從船內(nèi)母線I經(jīng)由負(fù)載側(cè)斷路器4B和A -Y型三相單繞組變壓器12向與多繞組型電動(dòng)機(jī)11的另一個(gè)定子繞組IlB相連接的從側(cè)逆變器6B供給交流電力。這樣，通過(guò)使向主側(cè)逆變器6A和從側(cè)逆變器6B供給的交流電力的電壓相位錯(cuò)開30度，抑制從逆變器產(chǎn)生的諧波成分。(效果)如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，將向多繞組型電動(dòng)機(jī)的各定子繞組供電的逆變器供電系統(tǒng)準(zhǔn)備兩個(gè)系統(tǒng)，在其中的一個(gè)系統(tǒng)中使用三相單繞組變壓器(A-Y型)12，在另一個(gè)系統(tǒng)中使用交流電抗器5，由此能夠?qū)崿F(xiàn)諧波抑制效果，并且能夠?qū)⒆儔浩?2的容量減半，從而能夠使勵(lì)磁涌流減小。另外，通過(guò)將交流電抗器5配置在船體的廢棄空間中等來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)船內(nèi)的省空間化。[實(shí)施方式2]接著，參照?qǐng)D2所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。在圖2中，本實(shí)施方式2與上述實(shí)施方式I的不同之處在于，從圖I所示的系統(tǒng)除去交流電抗器5來(lái)將主側(cè)逆變器6A的電源側(cè)端子直接連接在船內(nèi)母線1，其它結(jié)構(gòu)與圖I相同。在本實(shí)施方式2的情況下，雖然由于除去交流電抗器5而諧波抑制效果與實(shí)施方式I相比差一些，但是因交流電抗器5的除去而產(chǎn)生的設(shè)備費(fèi)用的抑制效果和船內(nèi)省空間化的效果是非常高的。[實(shí)施方式3]在上述實(shí)施方式I (圖I)和實(shí)施方式2 (圖2)的情況下，使用雙繞組型電動(dòng)機(jī)作為多繞組型電動(dòng)機(jī)11，但是多繞組電動(dòng)機(jī)不限定于雙繞組型，也可以應(yīng)用其它多繞組型電動(dòng)機(jī)。圖3 (a)是應(yīng)用四繞組型電動(dòng)機(jī)Il2的情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖3 (b)是應(yīng)用六繞組型電動(dòng)機(jī)Il3的情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。此外，在圖3中省略了螺旋槳7、速度檢測(cè)器9等。在圖3 Ca)和(b)中的任一個(gè)系統(tǒng)的情況下都將推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)11的定子繞組和逆變器分別分為兩組，由此對(duì)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行利用兩個(gè)系統(tǒng)的電力供給。[實(shí)施方式4]
在上述實(shí)施方式I (圖I)和實(shí)施方式2 (圖2)的情況下，作為從側(cè)的逆變器6B的交流電源裝置的三相單繞組變壓器12是A -Y型，但是本發(fā)明并不限定于此， 也可以應(yīng)用Y- A型的三相單繞組變壓器12。
權(quán)利要求
1.一種船舶用逆變器系統(tǒng)，具有從船內(nèi)的發(fā)電機(jī)被供給電力的船內(nèi)母線，將通過(guò)與該船內(nèi)母線相連接的多個(gè)逆變器進(jìn)行頻率變換后的電壓供給至卷繞在推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)上的多個(gè)定子繞組，該船舶用逆變器系統(tǒng)的特征在于， 將上述多個(gè)定子繞組的一半設(shè)為第一組的定子繞組，將剩下的一半定子繞組設(shè)為第二組的定子繞組，將上述多個(gè)逆變器的一半設(shè)為第一組的逆變器，將剩下的一半逆變器設(shè)為第二組的逆變器， 將上述第一組的各定子繞組連接到上述第一組的各逆變器的負(fù)載側(cè)， 將上述第一組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的交流電抗器連接到上述船內(nèi)母線， 將上述第二組的各定子繞組連接到上述第二組的各逆變器的負(fù)載側(cè)， 將上述第二組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的三相單繞組變壓器連接到上述船內(nèi)母線，該三相單繞組變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的電壓相位錯(cuò)開30度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶用逆變器系統(tǒng)，其特征在于， 上述多繞組型電動(dòng)機(jī)的定子繞組數(shù)量和上述逆變器的個(gè)數(shù)為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的船舶用逆變器系統(tǒng)，其特征在于， 將上述第一組的逆變器的電源側(cè)不經(jīng)由上述交流電抗器而連接到上述船內(nèi)母線。
全文摘要
一種船舶用逆變器系統(tǒng)，不使用特殊的變壓器就能夠降低勵(lì)磁涌流，由此使設(shè)置在船內(nèi)的發(fā)電機(jī)的容量、臺(tái)數(shù)最優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)船內(nèi)省空間化。在將通過(guò)與船內(nèi)母線相連接的多個(gè)逆變器進(jìn)行頻率變換后的電壓供給至卷繞在推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)上的多個(gè)定子繞組的船舶用逆變器系統(tǒng)中，將推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)的定子繞組和逆變器分為兩組，將推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)的第一組的各定子繞組連接到第一組的各逆變器的負(fù)載側(cè)，將第一組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的交流電抗器連接到船內(nèi)母線，將推進(jìn)用電動(dòng)機(jī)的第二組的各定子繞組連接到第二組的各逆變器的負(fù)載側(cè)，將第二組的逆變器的電源側(cè)經(jīng)由共同的三相單繞組變壓器連接到上述船內(nèi)母線，該三相單繞組變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的電壓相位錯(cuò)開30度。
文檔編號(hào)H02P27/06GK102832877SQ20121019601
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者山本和彥 申請(qǐng)人:西芝電機(jī)株式會(huì)社