【技術簡介】艦船綜合電力系統是高能武器上艦的唯一途徑，是艦船動力的發展方向，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之一。課題組應用了中壓大容量多相電力電子裝置集成設計技術、分布式硬件及軟件設計技術、全數字化控制和全光纖式系統保護技術、高性能閉環控制技術、推進分系統集中監控技術等十余項關鍵技術，在國內首次研制出十五相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推進電機的五相繞組供電，獨立構成一個柜體。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、控制裝置等設備構成。推進變頻器采用基于動態數學模型的矢量控制方案，該方案采用轉矩及電流內環、轉速外環的閉環控制，將直流電能變換為驅動推進電機所需的變頻交流電能。

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

　　（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、開關管應力高等技術難題，效率和可靠性高、可維護性好。
　　（2）提出了一種數據源可切換式高速光纖環網通信拓撲和相應的高性能同步方法，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制策略，解決了多節點分布式控制中脈寬調制的復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級推進電機轉子磁場定向閉環控制策略，實現了轉矩、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性能。
　　（5）提出了針對艦船應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的控制性能要求，提高了艦船的機動性和生命力。

　　【技術指標】

　　  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%

　　【技術水平】國際先進

　　【可應用領域和范圍】船舶推進、機車牽引、大功率傳動

　　【專利狀態】已取得專利6項

　　【技術狀態】小批量生產、工程應用階段

　　【合作方式】合作開發

　　【投入需求】3000萬元

　　【預期效益】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用的標準推進模塊。也可推廣應用于豪華游輪、大型渡輪、科考船、機車牽引等民用領域，具有重大的軍事、經濟效益和廣泛的應用前景，相關成果已被武漢新能源研究院應用于高壓變頻器。

　　【聯系方式】陳璐珈027-65461908/18771147870