【技术简介】舰船综合电力系统是高能武器上舰的唯一途径，是舰船动力的发展方向，电力推进是其核心之一，其输出电功率占整船的90%以上。与传统机械推进相比，电力推进改善了舰船声隐身性能、提高了舰船机动性，提高了燃油经济性，更利于总体布置，推进变频器是电力推进的两大核心技术之一。课题组应用了中压大容量多相电力电子装置集成设计技术、分布式硬件及软件设计技术、全数字化控制和全光纤式系统保护技术、高性能闭环控制技术、推进分系统集中监控技术等十余项关键技术，在国内首次研制出十五相24MVA推进变频器，该装置由三套相同的独立通道组成，每个通道为新型感应推进电机的五相绕组供电，独立构成一个柜体。每个通道主要包括二极管组件、制动单元、逆变单元、输出滤波装置、水冷装置、检测装置、控制装置等设备构成。推进变频器采用基于动态数学模型的矢量控制方案，该方案采用转矩及电流内环、转速外环的闭环控制，将直流电能变换为驱动推进电机所需的变频交流电能。

　　【技术特点】在国内首次研制出20MW级电力推进模块，解决了长期制约我国舰船动力平台发展的瓶颈问题，推进变频器功率密度居于世界领先水平。

　　（1）提出了一种多套、多相、多电平、分布式的20MW级推进方案，解决了工作电压高、输出功率大、开关管应力高等技术难题，效率和可靠性高、可维护性好。
　　（2）提出了一种数据源可切换式高速光纤环网通信拓扑和相应的高性能同步方法，解决了同步误差的累积问题，同步精度达到8ns。
　　（3）提出了一种推进变频器用载波型脉宽调制策略，解决了多节点分布式控制中脉宽调制的复杂时序精确控制难题，扩展了输出电压电流谐波频谱，降低了特征谐波幅值，从而使系统低速性能好、空气噪声和机械振动小。
　　（4）提出了一种考虑三次谐波做功的十五相20MW级推进电机转子磁场定向闭环控制策略，实现了转矩、励磁和零序电流的独立解耦控制，提高了推进电机的动静态性能。
　　（5）提出了针对舰船应用特点的多相无缝切换与冗余控制策略，满足了各种工况下推进分系统的控制性能要求，提高了舰船的机动性和生命力。

　　【技术指标】

　　  额定输入电压：DC 4000V;
　　  额定输入电流：DC 5300A;
　　  额定输出电压：AC 2400V;
　　  额定输出电流：AC 670A;
　　  额定输出频率：2～20Hz;
　　  额定功率：20 MW
　　  体积功率密度：1.12 MW/m3
　　  重量功率密度：1.33 MW/t
　　 效率：≥98.6%

　　【技术水平】国际先进

　　【可应用领域和范围】船舶推进、机车牵引、大功率传动

　　【专利状态】已取得专利6项

　　【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

　　【合作方式】合作开发

　　【投入需求】3000万元

　　【预期效益】该成果可以满足不同吨位舰船电力推进的需求，是各类舰船均可直接应用的标准推进模块。也可推广应用于豪华游轮、大型渡轮、科考船、机车牵引等民用领域，具有重大的军事、经济效益和广泛的应用前景，相关成果已被武汉新能源研究院应用于高压变频器。

　　【联系方式】陈璐珈027-65461908/18771147870