[发明专利]船舶直流组网的预充源电路及其系统以及两者的控制方法

权利要求书

1.一种船舶直流组网的预充源电路，其特征在于：包含应急配电板预充源电路，发电机励磁绕组预充源电路及主控制模块；发电机励磁绕组预充源电路的个数与船舶发电模块中的异步发电机个数相同；

应急配电板预充源电路包括通过带断路器的电缆分别与应急柴油发电机和岸电接口相连接的应急配电板，应急配电板的输出端与交流低压断路器的输入端相连接，交流低压断路器的输出端与交流电压传感器连接，交流电压传感器用于读取应急柴油发电机产生的交流电压，交流低压断路器的输出端同时与交流低压接触器的输入端相连；交流低压接触器输出端接有预充电阻，预充电阻的输出端与380/690V变压器的输入端相接，380/690V变压器的输出端与全桥二极管整流模块的输入端连接, 全桥二极管整流模块的正负输出端与阻止整流后的高幅脉动电压的保护电路并联，随后与直流断路器组串联，然后直流断路器组的输出端的正负两相与接有发电模块和负载的直流母线的正负两相相接；

所述发电机励磁绕组预充源电路包括与船舶的异步发电机组轴相连的永磁同步发电机，永磁同步发电机的三相输出端与熔断器串联，熔断器的输出端与交流高压接触器相接，交流高压接触器的输出端与全桥二极管整流模块的输入端相连接，全桥二极管整流模块的正负输出端与保护电路并联，随后与直流断路器组串联，最后直流断路器组的输出端的正负两相与直流母线的正负两相相接；

主控制模块通过总线与交流电压传感器相连接用于接收交流电压传感器的数值，并控制各个电器元件的导通与断开以及对预充时间进行计时。

2.如权利要求1所述的一种船舶直流组网的预充源电路，其特征在于：所述保护电路中包括支撑电容与放电电阻并联而成的放电回路。

3.如权利要求1或2所述的船舶直流组网的预充源电路的控制方法，其中所述主控制模块设置应急配电板预充源电路的目标电压值V_AC1、直流母线上负载中的电气元器件预充的目标电压值上限Vmax和目标电压值下限Vmin；

当在船舶进行冷启动时或者船舶电力系统突然失电需要重新运行时，应急配电板预充源电路与发电机励磁绕组预充源电路同时工作：

首先，在所述应急配电板预充源电路中，应急发电组启动产生交流电，其电压标记为V'_AC1，闭合所述交流低压断路器，当所述交流电压传感器检测到V'_AC1≥V_AC1时，主控制模块控制交流低压接触器闭合；交流电压V'_AC1通过所述380/690V变压器和全桥二极管整流模块后整流为直流电压V_DC1；与此同时，在所述发电机励磁绕组预充源电路中，所述异步发电机组运行带动所述同步发电机工作，产生交流电压V'_AC2；所述交流高压接触器闭合，V'_AC2通过全桥二极管整流模块，将交流电压V'_AC2整流为直流电压V_DC2；

当所述应急配电板预充源电路中的电压满足Vmin≤V_DC1≤Vmax且V_DC1>V_DC2时，所述主控制模块中的预充计时器开始计时；与此同时发电机励磁绕组预充源电路中全桥二极管整流模块由于二极管反向截止特性不再进行导通，所述主控制模块控制发电机励磁绕组预充源电路中的交流高压接触器关断；预充t秒后，船舶电力系统开始运行，所述发电模块开始供电，直流母线电压达到正常工作电压；应急配电板预充源电路中的全桥二极管整流模块由于二极管截止特性也不再进行导通，所述主控制模块关断所述应急配电板预充源电路中的交流低压接触器；

当所述发电机励磁绕组预充源电路中的电压满足Vmin≤V_DC2≤Vmax且V_DC2>V_DC1时，所述主控制模块中的预充计时器开始计时；所述应急配电板预充源电路中全桥二极管整流模块由于二极管反向截止特性不再进行导通；预充t秒后，船舶电力系统开始运行，发电模块开始供电，直流母线电压达到额定值，发电机励磁绕组预充源电路中全桥二极管整流模块由于二极管截止特性也不再进行导通，所述主控制模块关断所述发电机励磁绕组预充源电路中的交流高压接触器；

当船舶电力系统与岸电相连接启动时：

在所述应急配电板预充源电路中，主控制模块控制闭合所述交流低压断路器，所述交流低压接触器闭合；交流电压V_AC1通过所述380/690V变压器和全桥二极管整流模块后整流为直流电压V_DC1；

当所述应急配电板预充源电路中的电压满足Vmin≤V_DC1≤Vmax，此时所述主控制模块的预充计时器开始计时，预充t秒后，船舶电力系统开始运行，所述主控制模块关断所述应急配电板预充源电路中的交流低压接触器和所述发电机励磁绕组预充源电路中的交流高压接触器；

当V_DC1=0或经过t秒后V_DC1<Vmin时，判断为应急配电板预充失败，此时主控制模块将控制发电机励磁绕组进行预充；在所述发电机励磁绕组预充源电路中，交流电压V'_AC2通过所述交流高压接触器及全桥二极管整流模块后整流为直流电压V_DC2；当Vmin≤V_DC2≤Vmax，预充计时器开始计时，等待t秒后完成对直流母线的预充，电力系统开始运行，关断所述发电机励磁绕组预充源电路中的交流高压接触器。