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一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器

阅读：160发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：包括有用于对10000V/50Hz的三相高压电源进行移相的干式移相变压器，在干式移相变压器的输出端连接有用于对移相后的三相电源进行变频的高压变频器，在高压变频器输出端连接有用于对变频后的60Hz正弦波电源降压到船用所需电压的降压变压器，降压变压器输出440～470V/60Hz电压。本实用新型实现了10kV高压直接输入，并可以输出完美的60Hz正弦波电源，完全可以满足港口、码头及修造船厂的用电需要，并可以完全替代传统发电机和低压变频岸电电源变换装置。，下面是一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：包括有用于对

10000V/50Hz的三相高压电源进行移相的干式移相变压器（1），在干式移相变压器（1）的输出端连接有用于对移相后的三相电源进行变频的高压变频器（2），在高压变频器（2）输出端连接有用于对变频后的60Hz正弦波电源降压到船用所需电压的降压变压器（3），降压变压器（3）输出440～470V/60Hz电压。

2.根据权利要求1所述的一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：所述干式移相变压器（1）输入端与高压电源之间有进线开关（6）。

说明书全文

一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器

[技术领域]

[0001] 本实用新型涉及高压变频器，特别是一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器。 [背景技术]

[0002] 以往，港口、码头及修造船厂等专门设计为船舶提供岸电的发电机(60Hz)，即由三相380V/50Hz电动机(同步或异步)带动440V/60Hz发电机向船上供电，但这种供电方式噪音大、效率低；故障率高，维修不方便，必须由专人管理；负载突然加重时输出电压动态特性差，频率不稳定等。

[0003] 随着科学技术的进步和发展，变频技术逐渐地成熟，人们想到了利用变频变换装置为船舶提供岸电电源。这种变换装置具有可以使电源频率由50Hz转变成60Hz的功能，具有更高的性价比，可以向不同制式的船舶提供岸电。

[0004] 但常用的岸电电源变换装置都是采用适应于港口、码头及修造船厂60Hz岸电电源的需要，经过改进的低压变频器。对于大型工厂的用电用户，他们的用电设备数量众多，设备容量较大，供电部门送到用户端的电源电压等级一般都是高压10kV。因此，这对港口、码头及修造船厂这些企业来说，就必须将高压电先通过降压变压器变换成低压电才能使用这种装置。对用户来说，就增加了一项工程和相应的成本。

[0005] 基于这个原因，很多用户会希望有一种可以直接由高压输入的岸电电源变换装置，通过一套系统性的解决方案来解决60Hz岸电电源的问题。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，多电平高压变频技术已经非常成熟稳定，加之其能输出完美的正弦波，这让我们想到了可以利用多电平高压变频器来为港口、码头及修造船厂提供60Hz岸电变频电源的方法。这种高压变频器结合港口、码头及修造船厂的实际情况进行了技术改进，实现了用户10kV高压直接输入，并可以输出完美的60Hz正弦波电源，完全可以满足港口、码头及修造船厂的用电需要，并可以完全替代传统发电机和低压变频岸电电源变换装置。 [0006] 现有技术的缺点主要有以下几点：

[0007] （1）传统发电机供电噪音大、效率低、故障率高、维修不方便、必须由专人管理、负载突然加重时输出电压动态特性差、频率不稳定等。

[0008] （2）传统低压变频电源变换装置：必须将高压电先通过降压变压器变换成低压电后才能使用这种装置。对用户来说，就增加了一项工程和相应的成本。

[0009] （3）由于变频器要求容量比较大、稳定性比较高，国内品牌很难选择到合适的变频器，因此造成国外品牌价格高，同时造成故障维护成本和响应时间等均存在一定的局限性。 [实用新型内容]

[0010] 本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种60Hz多电平高压变频器。 [0011] 为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

[0012] 适用于港口、码头及修造船厂60Hz岸电电源的高压变频器设计方案根据码头的实际情况，特别是电源功率较大，采用高性能、高可靠的节能型的KA3型电源方案，即用10kV/50Hz的电网电压经高压变频器输出60Hz 正弦波电压，再经降压变压器输出三组三角接法的440V～470V电压，经电容器滤波后为设备提供变频电源。

[0013] 一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：包括有用于对10000V/50Hz的三相高压电源进行移相的干式移相变压器1，在干式移相变压器1的输出端连接有用于对移相后的三相电源进行变频的高压变频器2，在高压变频器2输出端连接有用于对变频后的60Hz正弦波电源进行降压的降压变压器3，降压变压器3输出440～
470V/60Hz电压。

[0014] 所述的一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：所述干式移相变压器1输入端与高压电源之间有进线开关6。

[0015] 本实用新型的有益效果是：

[0016] （1）与发电机比较，节能20﹪以上、噪声少、运行成本低、损耗低、维修方便、无须专人管理等优点。

[0017] （2）功能上具有更强的适用性，可以实时监控电源的运行情况。 [0018] （3）通过一套系统性的解决方案来解决60Hz岸电电源的问题，减少工程量和综合相应用的成本。

[0019] （4）设备选择无局限性，既可以实现节能，还可以根据需要实现变频运行。 [0020] （5）解决故障维护成本高和响应慢的缺陷，实现低成本维护和快速响应的目标。 [附图说明]

[0021] 图1为本实用新型的电路系统。[具体实施方式]

[0022] 下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：

[0023] 一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：包括有用于对10000V/50Hz的三相高压电源进行移相的干式移相变压器1，在干式移相变压器1的输出端连接有用于对移相后的三相电源进行变频的高压变频器2，在高压变频器2输出端连接有用于对变频后的60Hz正弦波电源进行降压的降压变压器3，降压变压器3输出440～
470V/60Hz电压。

[0024] 所述的一种船用60Hz岸电电源多电平高压变频器，其特征在于：所述干式移相变压器1输入端与高压电源之间有进线开关6。

[0025] 由图1可看出，电网电压10kV/50Hz电源经进线开关后进入和变换装置配套的干式移相变压器，移相变压器的副边为多绕组结构，为高压变频器逆变侧输入电源。高压变频器得电后，控制部分通过发出SPWM波形来导通/封锁每个IGBT功率模块逆变侧输出，由于高压变频器采用多单元IGBT功率模块串联模式，IGBT功率模块逆变侧输出叠加之后就形成了几近完美无谐波的正弦波。通过主控程序内部已经计算设置的调制比，可以得到输出为6kV/60Hz正弦波电压。这就实现了由电网电压10kV/50Hz到高压变频器输出6kV/60Hz正弦波电压的转化，再在高压变频器的输出端连接一台降压变压器，就可为船舶提供变频电源；该降压变频器可实现60Hz高压变频器的输出进行降压变换、隔离及滤波等功能。 [0026] 同时，高压变频器的输出频率是可变的，如有需要，可以将其频率调节在50Hz运行。图1中电容器5的作用有：一是为降压变压器提供无功功率补偿，二是对输出电压进行滤波，降低谐波污染。

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