[发明专利]配电系统

说明书

技术领域

本发明涉及配电系统，具体地涉及可以被水运工具装载使用的除船舶服务之外用于向一个或多个推进发动机提供功率的配电系统。

背景技术

在图1中示出了传统船舶配电和推进系统的示例。使用一系列柴油机D来驱动各ac发电机G。这些ac发电机G向第一中压配电盘或母线MVAC1和第二中压配电盘或母线MVAC2提供ac功率。这些中压母线配备有包括断路器和联合控制器的保护开关装置，并且该保护开关装置在图1中以×标记表示。使用功率变换器PC将中压母线连接到驱动推进器的电推进发动机PM。通过保护开关装置使各中压母线相连。

大部分船舶服务需要低压，并且可以通过使用变压器从中压母线方便地得到该低压。在图1所示的传统船舶配电和推进系统中，通过第一变压器T1和保护开关装置将第一低压配电盘或母线LVAC1连接到第一中压母线MVAC1。通过第二变压器T2和保护开关装置将第二低压配电盘或母线LVAC2连接到第二中压母线MVAC2。通过保护开关装置使这些低压母线相连。可以将一系列非特定的电力负载(所标记的LVAC负载)连接到这些低压母线。

尽管可以方便地将低压母线连接到中压母线，然而这种布置通常导致有问题的谐波失真耦合。换句话说，在中压母线中由推进发动机的操作所引起的谐波失真例如会通过变压器T1和T2传递到低压母线。如果连接到低压母线的电力负载需要低谐波失真(即，高供电质量(QPS))，则这会对其正常操作引起潜在的问题。而且，一些连接到电压母线的负载自身会在低压母线中引起谐波失真。这会通过变压器T1和T2传递到中压母线。

为了消除这种谐波失真，通常将大的昂贵的滤波器F连接到中压母线。

用于消除谐波失真的另一种选择是使用相移变压器来代替变压器T1和T2。

在其他船舶配电和推进系统中，采用低压ac供电，并且在此情况下，除了仅使第一和第二中压母线MVAC1和MVAC2操作于低压以外，仍然可以应用图1所示的布置。这会是这样的情况，其中推进发动机PM的额定功率不足以保证中压ac供电的使用。通常，为推进发动机PM提供有与提供给LVAC负载的低压源不同的低压值。例如，推进负载可以具有690V电源，而船舶服务负载可以具有440V电源。

在这种低压系统中，通常例如通过相同的电源电压和推进发动机对较大的辅助电力负载(诸如推进器、泵和起重机)进行馈电。尽管仅示出了将推进负载连接到第一和第二中压母线MVAC1和MVAC2，但应当认识到，也可以将其他电力负载连接到它们。

此外，在一些情况中，用于将推进发动机PM连同其他较大的辅助电力负载一起连接到第一和第二中压母线MVAC1和MVAC2的推进变换器PC会以成本和尺寸为代价而包括使那些母线中的谐波失真最小化的附加技术特征。这种附加技术特征的使用会消除对滤波器F的需求。无论使用哪种使谐波失真最小化的方法，总会有相当大的尺寸和成本代价，以保证在第一和第二中压母线MVAC1和MVAC2上保持QPS，从而在低压母线LVAC1和LVAC2上类似地保持令人满意的QPS。

发明内容

本发明设法解决上述有问题的谐波失真耦合并且提供了一种配电系统，该系统包括：第一配电母线；第二配电母线；多脉冲整流器，其具有电连接到第一配电母线的端子；以及多输出发电机，其具有电流隔离的第一和第二定子绕组，第一定子绕组提供具有n个相位的第一多相ac输出，且该第一定子绕组(在第一配电母线传送dc配电电压的情况下，可选地通过多脉冲整流器)连接到第一配电母线以将第一配电电压提供到第一配电母线，并且第二定子绕组提供具有m个相位的第二多相ac输出，且该第二定子绕组连接到第二配电母线以将第二配电电压提供到第二配电母线；其中，第一ac输出的n个相位相对于第二ac输出的m个相位进行相移。

由于下面进行详细说明的原因，相对于第二ac输出使第一ac输出相移导致了谐波失真的减少。实际上，第二ac输出作为参考输出，并且第一ac输出的相位相对于第二ac输出进行相移。

优选地，将第一定子绕组分成两个或更多子定子绕组，每个子定子绕组提供第一ac输出的n个相位的一部分。

优选地，这些子定子绕组彼此电流隔离并且与第二定子绕组电流隔离。

第一和第二定子绕组每个都包括多个连接在一起的线圈并且为多相(多相位)定子绕组。多输出发电机的线电流组将以不同的电压和谐波失真相位关系进行操作。这些线电流组也可以以不同的功率因数进行操作。