[发明专利]一种基于载波移相技术的电源装置

说明书

本发明公开了一种基于载波移相技术的电源装置，包括移相整流变压器、AC/DC/AC模组单元以及输出变压器，所述的AC/DC/AC模组单元采用多个交错并联连接的AC/DC/AC模组，所述的移相整流变压器的每个输出绕组对应一组AC/DC/AC模组，每个AC/DC/AC模组采用交错载波的方式并联接到输出变压器。通过上述方式，本发明不但解决了船舶利用清洁高效岸电的问题，同时提高了系统电能的转换效率，采用模块化设计，功率密度更高可维护性更强，无需庞大的输出滤波器，采用冗余设计大大提高了系统的供电可靠性，具有很强的适应性和经济便捷性，具有显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及电源装置的领域，尤其涉及一种基于载波移相技术的电源装置，应用于港口岸电领域的供电电源。

背景技术

近年来，美国、欧洲包括中国等国家对节能减排、环境保护工作重视程度提高。靠港的船舶使用岸上电源系统供电，可作为减少港口环境污染问题的一项重要技术，在美国已有港口强制使用，当前靠港的船舶主要是利用自身携带的燃油机来提供发电电源，对港口空气和水域造成污染，对船舶本身与周边居民也会产生噪声污染。

岸电电源就是用于解决船舶靠港采用岸电进行供电，解决上述问题，同时为船舶也带来燃油成本的降低，具有环境和成本的双重效益。现有技术中，根据不同的船舶对电源的要求有三种配置，6.6kV/50Hz、6kV/60Hz，480V/60Hz。相应的岸电技术也建立在这三种电压等级之上，大致分为低压变流型岸电装置和高压变流型岸电装置。低压型，通过降压变压器将高压电降压到功率半导体可承受电压范围，采用AC/DC/AC的方式改变频率和相位，然后通过输出滤波器可直接对低压型船舶供电，增加升压变压器可对中压型船舶供电。高压型，通过级联直挂变频电源进行AC/DC/AC变换，再通过降压变压器对船舶供电，两种拓扑结构都需要输入输出滤波器，且谐波含量较高，对岸电电网和船舶电气系统产生污染，甚至损坏电气设备，且滤波器尺寸较大且笨重。

无论低压技术方案还是高压技术方案，受局限于开关器件的开关频率限制和效率的限制，变频器整流和逆变产生的谐波对电网的电能质量和船舶电器的寿命产生不利影响。另外，滤波器尺寸较大，由于谐波造成的高频损耗效率大大降低，缺乏经济性和环境友好，无冗余设计，系统可靠性低。

高压技术方案采用电网侧直挂的技术方案，采用移相整流变整流，船用逆变侧采用级联的方式输出变频电压，无论高压、低压船舶均需要隔离变压器降压，系统结构较复杂，因为单元的级联串联，系统可靠性下降。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于载波移相技术无滤波器大功率变频岸电电源装置，解决了岸电电源的体积和经济性与可靠性问题，采用载波移相并联可以有效降低变流器的工作开关频率，可以利用变压器漏抗实现完美无谐波输出，同时模块并联还可以实现冗余功能，提高了供电的可靠性，节约了空间和成本，具有广泛的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种基于载波移相技术无滤波器大功率变频岸电电源装置，包括移相整流变压器、AC/DC/AC模组单元以及输出变压器，所述的AC/DC/AC模组单元采用多个交错并联连接的AC/DC/AC模组，所述的移相整流变压器的每个输出绕组对应一组AC/DC/AC模组，每个AC/DC/AC模组采用交错载波的方式并联接到输出变压器。

在本发明一个较佳实施例中，所述的移相整流变压器采用不控、晶闸管或者PWM整流变成直流信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述的AC/DC/AC模组单元的各个AC/DC/AC模组之间采用载波移相调制技术。

在本发明一个较佳实施例中，所述的移相整流变压器接入岸电，所述的输出变压器接入船电。