(文章来历:工控网)
跟着潜艇自动化程度的前进,特别是电力电子技能在潜艇上逐渐运用,新一代的大功率电力电子器材,在资料、理论、机理、制作工艺和运用技能等方面的研讨开发,潜艇上电气设备必将会进一步向高可靠性、节能型方向开展;潜艇的电力配电、电力推动以及电气传动等方面必将带来严重改造并且也为电力电子技能在潜艇上广泛运用带来突破性开展。
电力电子技能是集电力电子器材、电力电子功率改换技能和操控技能于一体的综合性技能。以运用电力电子器材和计算机为代表的操控技能,对电能进行处理和改换,是其研讨的首要内容。
以来,电力半导体器材呈现了几十种产品,但从理论、结构和工艺的立异、运用的广泛程度和继续的开展视角来看,功率二极管、晶闸管、可关断晶闸管(GO)和电场操控器材(GB1为代表堤几个开展渠道,从每个渠道又派生出若干相关的器材来。每一种器材的面世,都使得功率改换电路及其操控技能不断地改造。脉宽调制(IWM)电路、零电流(ZCS)零电压(ZVS等谐振软开关电路已成为功率改换电路的重要组成部分。其操控技能由开始的分立元器材的模仿电路操控,逐渐开展为依据微处理器、微操控器和数字信号处理器(DSP)等全数字操控体系。
各种不同的功率改换器,本质是将体系输入电气参数改换为用户所需求的输出电气参数。最基本的电气参数有电压、电流、频率、相数、波形、功率等6项。依据电磁感应原理而面世的变压器,完结了沟通电压和沟通电流的自若改换,完结了高压沟通输电和低压配电到用户,使电能的便利运用成为实际;而因为电力电子技能的前进,诞生了整流器、斩波器、逆变器、变频器等各种功率改换器,完结了频率、相位、相数的受控改换,使电能的发生、运送、分配和运用完结了优化,使以电能为中心的各种能量的转化,使电参数的全方位操控和改动,上升到高效率和高功率因数的新阶段。
当时,电力电子技能作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的根底,正朝着运用技能高频化、硬件结构模块化、产品功用绿色化的方向开展。在不远的将来,电力电子技能将使传动设备、电源技能愈加老练、经济、有用。
今世运用科学的许多新开展都与电力电子技能严密联在一同,特别是和功率操控体系联络在一同,如电气传动、通讯电源、变频调速、机车牵引、电力运送、电动汽车、储能电池,以及一日千里的依据高速数据处理的个人电脑和通讯设备等,假如没有电力电子功率操控做支撑,这些新技能的前进就难以完结。电力电子技能广泛运用,对高效节能和自动化技能的开展有巨大的推动效果。
电力电子技能在潜艇上的运用和遍及成为必定,首要体现在电力配电体系、电力推动体系以及电气传动等方面。
跟着电力电子技能的飞速开展,电力配电体系中从电源到负载每一个环节都有很大的开展。依据电力电子技能的配电体系具有很好的负载调理和瞬态特性,假如配电结构合理,其配电体系具有很高的毛病容错性,特别适用于彻底独立或半独立的配电体系中,如舰船、潜艇、飞机、航天器等范畴。
传统上,惯例动力潜艇配电网络选用的是会集辐射式供电方法给全艇负载供电。用电负载包含动力体系中的推动电机及辅佐设备、各种辅机、观通导航设备、指挥操艇设备等。推动电机一般选用直流电机,辅机则包含了艇上一切的直流电机和沟通电机及各种操控设备。直流辅机电网和50HZ沟通电网的负载用户较多,为首要供电网络,其他电网为次级供电网络。直流辅机电网是艇上一次供电网络,它向全艇直流辅机及各个二次电网供电。前期潜艇的各次级网络电源均由变流机组取得。
依据电力电子技能的开展,在潜艇上完结分布式供电方法才能够成为可能。潜艇分布式供电(即区域配电)的想象是:仅使直流电网贯穿全船,行将蓄电池组和柴油发电机组输出的直流电经过骨干电缆和直流配电板、直流配电箱运送到全艇的直流用户,各舱室建立负载中心,负载中心由模块式电源改换设备组成,即在不同舱室依据不同的负载要求设置不同的电源改换模块,然后撤销曩昔沿袭的各种变流机组。
电源改换设备依据负载的需求,进行直一向、交一向、直一交、交一交以及双向交一向等电源转化,供给此舱室中负载所需的任何方法的电力。并且一切的电路维护都可以由变流设备完结,极大地下降毛病电路,显着优于现在运用的体系。这种配电方法对潜艇总段制作、潜艇改装特别便利,减少了穿过水密近邻的电缆数,在近邻上除骨干电缆和观通、导航、操控电缆外,撤销了辐射式配电方所存在的各种电网的纵向馈电电缆;变流设备具有通用性;利于潜艇完结全船辅机沟通化。完结区域供电,模块式电源改换设备的规划必不可少。
电力电子积木式模块化结构(PorElecronCBuiUngBOkPEBB)概念最早是由美国海军研讨所为规划舰艇的分布式供电而提出的|1.PEBB不是指通常以模块封装方法呈现的单纯功率开关器材,如可关断晶闸管(GTO)、大功率复合晶体管(G1R)、功率场效应管(MCSFET)、绝缘栅极晶体管(EB!)集成化门极换流晶闸管(GCT)以及驱动电路封装在一同的P等,而是一种针对分布式电源体系进行区分和结构的新的模块化概念,它是站在体系层面临电路合理区分,抽取出具有相同功用或类似特征。
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