一种基于UPS的渔船轴带发电机稳压稳频装置

本技术属于船舶控制技术及ups电源，具体涉及一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置。

背景技术：

1、船舶运输具有成本低、经济效益高、适合长途运输等众多优势，尤其对于大宗货物的运输来说更是理想选择。在中国，船舶是最经济、最便捷的长途货运方式之一。为响应“双碳”政策，国内船厂正在积极运用新的节能技术、替代燃料、新能源等措施，来提高适用船型的能效设计指标值以柴油为动力的传统船舶在平静的海面上航行时，往往没有充分利用动力储备，导致能源浪费。为了提高燃料效率和能源利用率，当船舶正常航行时，使用轴带发电机装置向船舶电网供电是一个有效的方法，大多数船舶主机采用的轴带发电机，将不需要用于航行的多余功率转换为恒定频率和电压的三相交流电源，用于照明等日常生活。由于轴带发电机是挂载在主柴油机上驱动的，而主柴油机所带负载较多，在航行中如遇较复杂海况，则主柴油机的转速将发生波动，所挂载的发电机转速将发生变化，造成发电机输出端压及频率波动，导致电网输入电压、电流存在谐波分量，这情况会对电网内的用电设备产生冲击，造成设备过载或损坏，严重的将导致船只安全航行受到威胁。

2、如中国专利cn218124556u，公开日期2022年12月23日，公开了一种基于pwm逆变控制技术的稳压稳频方案，在遭遇恶劣海况时，发动机转速受到影响，轴带发电机发出的电压降低，此系统引入升压斩波电路，使其在整流后直流侧电压低的情况，通过pid闭环控制使其能够升压到逆变后负载所需电压值，这是一套轻型稳压稳频系统。而该系统在设计过程中，由于不考虑电路中的损耗，输出功率等于输入功率，当面对恶劣工况时，输入功率由于电压降低而骤降，所以即使经过此稳压稳频系统中的升压电路抬高输出电压，来满足负载所需电压值，但是输出功率下降或者输出功率不足，在航行中遇到较复杂海况时，对船舶电网内的用电设备产生冲击看，易造成设备过载或损坏，渔船电网的许多精密设备或者助航设备将无法正常工作，影响船只安全航行。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置的方案，以解决当船用轴带发电机主柴油机的转速发生波动影响挂载的发电机转速变化，导致发电机发出的电源频率和电压不稳定，严重损坏电网内的用电设备的问题。为实现该目的，本实用新型的具体技术方案如下：

2、一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，所述装置包括输入滤波器和输出滤波器以及并联设置于输入滤波器和输出滤波器之间的智能调压电路和ups电源电路，所述输入滤波器的输入端电连接三相轴带发电机，三相轴带发电机发出的三相交流电通过所述输入滤波器降低电网中的电磁噪声和谐波干扰后输入到智能调压电路和ups电源电路中；所述输出滤波器的输出端连接负载，经所述输出滤波器处理得到稳定的三相交流电供应负载；若所述三相轴带发电机发电处于稳定状态时，三相轴带发电机发出三相交流电经输入滤波器、智能调压电路后进入输出滤波器对负载进行供电；若三相轴带发电机不能正常发电时，则切换到ups电源电路工作，输出交流电至输出滤波器对负载进行供电，保证了负载的不间断的供电状态。

3、进一步地，所述智能调压电路包括调压器和转换开关，所述调压器的输入端电连接输入滤波器，输出端电连接转换开关；所述转换开关的输出端电连接输出滤波器。

4、进一步地，所述ups电源电路包括依次单向电连接的充放电路、电池组、dc/dc升压器和dc/ac逆变器。

5、进一步地，所述充放电路采用升压斩波电路作为电池充放电的主电路。

6、进一步地，所述dc/dc升压器采用反激式升压电路作为直流升压模块。

7、进一步地，所述电池组采用多小组电池串联直接升压后再并联运行。

8、进一步地，所述电池组上电连接均衡管理模块、保养型充电电源、电流传感器、电压巡检模块以及散热风扇，且电池组、均衡管理模块、保养型充电电源、电流传感器、电压巡检模块和散热风扇形成闭环回路。

9、与现有技术相比，本实用新型有以下优点：当三相轴带发电机发电处于稳定状态时，三相轴带发电机发出三相交流电首先通过输入滤波器把电网中的电磁噪声和谐波干扰降低后，再输入到智能调压电路后进入输出滤波器对负载进行供电，同时ups电源电路处于稳定状态；当渔船航行中遇到恶劣海况或船舶负载变化，柴油机转速波动影响轴带发电机正常发电乃至输入中断时，切换到ups电源电路工作，由电池组8进行升压后向dc/ac逆变器输入直流电压，经dc/ac逆变器处理后输出交流电至输出滤波器以对负载进行供电，保证了负载的不间断的供电状态。

技术特征：

1.一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述装置包括输入滤波器（2）和输出滤波器（5）以及并联设置于输入滤波器（2）和输出滤波器（5）之间的智能调压电路和ups电源电路，所述输入滤波器（2）的输入端电连接三相轴带发电机（1），三相轴带发电机（1）发出的三相交流电通过所述输入滤波器（2）降低电网中的电磁噪声和谐波干扰后输入到智能调压电路和ups电源电路中；所述输出滤波器（5）的输出端连接负载（6），经所述输出滤波器（5）处理得到稳定的三相交流电供应负载（6）；若所述三相轴带发电机（1）发电稳定时，三相轴带发电机（1）发出三相交流电经输入滤波器（2）、智能调压电路后进入输出滤波器（5）对负载（6）进行供电；若三相轴带发电机（1）不能正常发电时，则切换到ups电源电路工作，输出交流电至输出滤波器（5）对负载（6）进行供电，保证了负载（6）的不间断的供电状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述智能调压电路包括调压器（3）和转换开关（4），所述调压器（3）的输入端电连接输入滤波器（2），输出端电连接转换开关（4）；所述转换开关（4）的输出端电连接输出滤波器（5）。

3.根据权利要求1所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述ups电源电路包括依次单向电连接的充放电路（7）、电池组（8）、dc/dc升压器（9）和dc/ac逆变器（10）。

4.根据权利要求3所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述充放电路（7）采用升压斩波电路作为电池充放电的主电路。

5.根据权利要求3所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述dc/dc升压器（9）采用反激式升压电路作为直流升压模块。

6.根据权利要求3所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述电池组（8）采用多小组电池串联直接升压后再并联运行。

7.根据权利要求3所述的一种基于ups的渔船轴带发电机稳压稳频装置，其特征在于，所述电池组（8）上电连接均衡管理模块（11）、保养型充电电源（12）、电流传感器（13）、电压巡检模块（14）以及散热风扇（15），且电池组（8）、均衡管理模块（11）、保养型充电电源（12）、电流传感器（13）、电压巡检模块（14）和散热风扇（15）形成闭环回路。

技术总结
本技术公开一种基于UPS的渔船轴带发电机稳压稳频装置，包括输入滤波器和输出滤波器及并联设置于输入滤波器和输出滤波器之间的智能调压电路和UPS电源电路，输入滤波器的输入端电连接三相轴带发电机，三相轴带发电机发出的三相交流电通过输入滤波器降低电网中的电磁噪声和谐波干扰后输入到智能调压电路和UPS电源电路中；输出滤波器的输出端连接负载，经输出滤波器处理得到稳定的三相交流电供应负载。本申请中若三相轴带发电机发电稳定，三相交流电经输入滤波器、智能调压电路后进入输出滤波器对负载进行供电；若三相轴带发电机不能正常发电，则切换到UPS电源电路工作对负载进行供电，保证了负载的不间断的供电状态。

技术研发人员：薛华峰,张存喜,王瑞,陈冬兵
受保护的技术使用者：浙江海洋大学
技术研发日：20230725
技术公布日：2024/1/15