[实用新型]一种船舶制动能量回馈利用的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能量回馈利用领域，尤其涉及一种船舶电力推进系统中船舶制动能量回馈利用的系统。

背景技术

船舶电力推进系统与传统推进系统相比，具有操作灵活、机动性能好，振动小，有利于船舶控制环境污染等优点，因此船舶电力推进系统已成为当今船舶行业的重点研究和发展对象。船舶是一个具有很大惯量的物体，在制动过程中电动机转子、螺旋桨和船体本身由于惯性具有巨大的机械能，若不加以处理和利用，这部分能量将以机械能的形式损失。因此，把这部分能量回收再利用对“绿色船舶”的发展具有重要意义。但目前国内对于船舶制动能量的回馈大多采用制动电阻或其它能量处理模块对其进行快速消耗处理，回馈能量将被消耗，不能再生利用，造成了大量能量的浪费。

船舶制动能量回馈系统是利用船舶制动具有的机械能，通过双逆变系统将机械能转化为电能用超级电容存储起来再利用。此系统所面临的技术问题是能量转换的效率及超级电容的成本过高。

目前制动能量回馈利用技术已经在动车组、大型客货车上有了一定程度的利用，在日本多摩、冲绳、大阪的轻轨和地铁线路，加拿大多伦多的轻轨线路，意大利米兰3号线及我国重庆轻轨一号线等地铁和轻轨线路均采用了再生制动能量吸收装置。制动能量回馈到电网是制动能量回收技术中一种较好的办法，再生制动能量逆变回馈装置能满足列车再生制动能量吸收利用及稳定直流牵引网电压要求，例如郑州地铁1号线使用了能量回馈系统，每辆车等于去掉了4个制动电阻，减轻了3.2吨的重量。制动能量回馈到电网，全部重新利用，1号线每年大概有1000万度电的回馈。但是制动能量回馈利用在船舶上的研究还是一片空白，鉴此本实用新型提供了一种船舶制动能量回馈利用系统。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种船舶制动能量回馈利用的系统，将船舶制动能量回馈再利用，以便提高船舶电力推进的能效利用率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统主要由控制单元、超级电容储能装置以及安装在发电机和电网之间的双向逆变装置组成，所述控制单元与超级电容储能装置、驱动保护电路双向连接，该控制单元的输入和输出分别和船舶的电网、发电机连接，超级电容储能装置安装在控制单元和船舶的电网之间。

本实用新型提供的船舶制动能量回馈利用的系统，设有发电机、PI调节和电压电流采集模块依次相连的。其中电压电流采集模块设有滤波电路。

所述的PI调节用于产生驱动双向逆变系统的PWM信号。

所述双向逆变装置主要由PWM驱动信号和两个串联的绝缘双极性晶闸管逆变电路组成，两个绝缘双极性晶闸管之间设有并联电容和直流电源。

所述控制单元由依次相连的霍尔电压电流传感器、A/D转化器、DSP处理单元组成。

所述A/D转化器采用AD698型模数转化器。

所述DSP处理单元由TMS320LF2407A型DSP处理器组成。

所述超级电容储能装置由以电信号依次相连的超级电容、温度传感器、控制器、监控报警单元组成。

本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：

1.将机械能转化为电能备用。

船舶制动能量回馈利用系统是在船舶制动时，电机和螺旋桨由于惯性具有的机械能通过双向逆变系统转化为电能，并利用超级电容储能系统储存起来加以利用。

2.可以降低发电机的功率，节约能量。

控制单元通过监控电网电压控制超级电容储能系统充电放电过程。当能量制动回馈到电网中时，电网电压会超过其相应工况下的额定电压，这时控制单元控制超级电容储能系统充电，以保持电网电压的稳定，从而避免了能量的浪费以及可能对船舶电气系统造成的危害。当所需工况的额定电压高于电网电压时，控制电压可以控制超级电容储能系统放电供其使用，这样可以降低发电机的功率，达到节约能量的目的。

附图说明

图1是本实用新型船舶制动能量回馈利用系统的结构示意图。

图2是双向逆变系统结构示意图。

图3是超级电容储能系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例以及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。