[发明专利]一种船用智能直流母联组件及其控制方法

权利要求书

1.一种船用智能直流母联组件，其特征在于：包括隔离开关S1和S2、限流电抗L、主开关电路、预充电电路、续流回路及控制系统；

所述的隔离开关S1和S2一端连接外部直流电源或直流负载，一端与正负直流母线连接；

所述的限流电抗L为线路中自然存在的杂散电感、或接入线路的中限流电感，或两者的结合；

所述主开关电路由源极与限流电抗L连接、漏极与外部直流电源或直流负载连接的半导体器件T1和T2构成；

所述的预充电电路包括预充电开关K1、K2和预充电电阻，当直流母线端口压差太大时，就先给低压端口预充电操作；当直流母线两端口的压差在允许范围内时直流母线直接合闸动作；

所述的续流回路由连接在正负直流母线之间的续流二极管D1和D2、半导体器件T1和T2的反并联二极管、隔离开关S1和S2及母联内部电容组成，其中续流二极管D1和D2的正极连接于负直流母线上，负极接于正直流母线上，且两二极管的负极接在限流电抗L的两端，母联内部电容分别并接在隔离开关S1和S2内侧；

所述的控制系统包括电流高速采样单元、信号采集单元及信号处理单元；所述的电流高速采样单元通过电流传感器快速采集直流母线电流信号并实时计算电流的变化率，当直流母线电流发生异常时，以微秒级的速度进行故障保护，确保直流母线的安全运行；所述信号采集单元采集包含外部输入I/O信号、电压及温度在内的信号；所述信号处理单元根据指令控制隔离开关S1和S2、半导体器件T1和T2的导通及关断及监测直流系统的工作情况。

2.根据权利要求1所述的一种船用智能直流母联组件，其特征在于，所述的隔离开关S1和S2为接触器开关。

3.根据权利要求1所述的一种船用智能直流母联组件，其特征在于，所述的半导体器件T1和T2为IGBT或IGCT或IEGT。

4.根据权利要求1所述的一种船用智能直流母联组件，其特征在于，所述的电流传感器包含了现场可编程门阵列的硬件监测机制。

5.一种权利要求1所述船用智能直流母联组件的控制方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

预充电过程

控制系统先闭合预充电开关K1和K2，延时适当时间，判断直流母线两端口的电压情况：若两端口都带电且压差较小，则直接导通半导体器件T1和T2及闭合隔离开关S1和S2；若压差超过直流母线直接合闸的要求时，则先要导通半导体器件T1和T2，通过预充电回路给低压端口充电；

合闸过程

当控制系统检测到直流母线的压差小于设定值时，控制系统先确认半导体器件T1和T2的导通状态，再通过I/O口闭合隔离开关S1和S2并断开预充电开关K1和K2；

分闸过程

控制系统发出半导体器件T1和T2关断指令，半导体器件T1和T2关断后限流电抗L中存储能量经由续流回路进行续流；当控制系统检测到直流母线电流达到设定阈值时，控制系统发出隔离开关S1和S2分断指令，控制隔离开关S1和S2分断。