【技術(shù)簡介】艦船綜合電力系統(tǒng)是高能武器上艦的唯一途徑，是艦船動力的發(fā)展方向，電力推進是其核心之一，其輸出電功率占整船的90%以上。與傳統(tǒng)機械推進相比，電力推進改善了艦船聲隱身性能、提高了艦船機動性，提高了燃油經(jīng)濟性，更利于總體布置，推進變頻器是電力推進的兩大核心技術(shù)之一。課題組應(yīng)用了中壓大容量多相電力電子裝置集成設(shè)計技術(shù)、分布式硬件及軟件設(shè)計技術(shù)、全數(shù)字化控制和全光纖式系統(tǒng)保護技術(shù)、高性能閉環(huán)控制技術(shù)、推進分系統(tǒng)集中監(jiān)控技術(shù)等十余項關(guān)鍵技術(shù)，在國內(nèi)首次研制出十五相24MVA推進變頻器，該裝置由三套相同的獨立通道組成，每個通道為新型感應(yīng)推進電機的五相繞組供電，獨立構(gòu)成一個柜體。每個通道主要包括二極管組件、制動單元、逆變單元、輸出濾波裝置、水冷裝置、檢測裝置、控制裝置等設(shè)備構(gòu)成。推進變頻器采用基于動態(tài)數(shù)學(xué)模型的矢量控制方案，該方案采用轉(zhuǎn)矩及電流內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)的閉環(huán)控制，將直流電能變換為驅(qū)動推進電機所需的變頻交流電能。

　　【技術(shù)特點】在國內(nèi)首次研制出20MW級電力推進模塊，解決了長期制約我國艦船動力平臺發(fā)展的瓶頸問題，推進變頻器功率密度居于世界領(lǐng)先水平。

　　（1）提出了一種多套、多相、多電平、分布式的20MW級推進方案，解決了工作電壓高、輸出功率大、開關(guān)管應(yīng)力高等技術(shù)難題，效率和可靠性高、可維護性好。
　　（2）提出了一種數(shù)據(jù)源可切換式高速光纖環(huán)網(wǎng)通信拓?fù)浜拖鄳?yīng)的高性能同步方法，解決了同步誤差的累積問題，同步精度達到8ns。
　　（3）提出了一種推進變頻器用載波型脈寬調(diào)制策略，解決了多節(jié)點分布式控制中脈寬調(diào)制的復(fù)雜時序精確控制難題，擴展了輸出電壓電流諧波頻譜，降低了特征諧波幅值，從而使系統(tǒng)低速性能好、空氣噪聲和機械振動小。
　　（4）提出了一種考慮三次諧波做功的十五相20MW級推進電機轉(zhuǎn)子磁場定向閉環(huán)控制策略，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩、勵磁和零序電流的獨立解耦控制，提高了推進電機的動靜態(tài)性能。
　　（5）提出了針對艦船應(yīng)用特點的多相無縫切換與冗余控制策略，滿足了各種工況下推進分系統(tǒng)的控制性能要求，提高了艦船的機動性和生命力。

　　【技術(shù)指標(biāo)】

　　  額定輸入電壓：DC 4000V;
　　  額定輸入電流：DC 5300A;
　　  額定輸出電壓：AC 2400V;
　　  額定輸出電流：AC 670A;
　　  額定輸出頻率：2～20Hz;
　　  額定功率：20 MW
　　  體積功率密度：1.12 MW/m3
　　  重量功率密度：1.33 MW/t
　　 效率：≥98.6%

　　【技術(shù)水平】國際先進

　　【可應(yīng)用領(lǐng)域和范圍】船舶推進、機車牽引、大功率傳動

　　【專利狀態(tài)】已取得專利6項

　　【技術(shù)狀態(tài)】小批量生產(chǎn)、工程應(yīng)用階段

　　【合作方式】合作開發(fā)

　　【投入需求】3000萬元

　　【預(yù)期效益】該成果可以滿足不同噸位艦船電力推進的需求，是各類艦船均可直接應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)推進模塊。也可推廣應(yīng)用于豪華游輪、大型渡輪、科考船、機車牽引等民用領(lǐng)域，具有重大的軍事、經(jīng)濟效益和廣泛的應(yīng)用前景，相關(guān)成果已被武漢新能源研究院應(yīng)用于高壓變頻器。

　　【聯(lián)系方式】陳璐珈027-65461908/18771147870