СИЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1. Силовой преобразователь, который может быть использован для сопряжения двигателя, который требует переменного напряжения на переменной частоте, с питающей электрической сетью, создающей номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту, который содержит
первый инвертор, электрически подключенный к статору двигателя и содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
второй инвертор, содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
линию постоянного тока, подключенную между первым инвертором и вторым инвертором;
фильтр, подключенный между вторым инвертором и питающей электрической сетью, причем указанный фильтр имеет сетевые клеммы;
первый контроллер для первого инвертора; и
второй контроллер для второго инвертора;
причем первый контроллер использует сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого инвертора так, чтобы достичь желательного уровня напряжения линии постоянного тока, который соответствует сигналу требуемого напряжения на линии постоянного тока;
при этом второй контроллер использует сигнал требуемой мощности, несущий информацию об уровне мощности, который необходимо передавать на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор, и сигнал требуемого напряжения, несущий информацию о напряжении, которое необходимо получить на сетевых клеммах фильтра, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы достичь желательных уровней мощности и напряжения, которые соответствуют сигналам требуемых мощности и напряжения.
2. Силовой преобразователь по п.1, в котором первый контроллер использует сигнал требуемого магнитного потока, несущий информацию о желательном уровне магнитного потока, которого необходимо достичь в двигателе, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого инвертора так, чтобы получить электрические параметры статора, позволяющие достичь желательного магнитного потока двигателя.
3. Силовой преобразователь по п.1, в котором первый контроллер сравнивает сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, с напряжением сигнала обратной связи линии постоянного тока, чтобы определить сигнал необходимого крутящего момента, несущий информацию о желательном уровне крутящего момента, которого необходимо достичь в двигателе, и управляет полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого активного выпрямителя/ инвертора так, чтобы получить электрические параметры статора, которые позволяют достичь желательного крутящего момента двигателя.
4. Силовой преобразователь по п.1, в котором первый контроллер подает на второй контроллер сигнал управления, который изменяется в соответствии с преобладающими режимами работы двигателя, а второй контроллер использует сигнал управления, чтобы ограничивать уровень мощности, который передают на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор.
5. Силовой преобразователь по п.1, в котором второй контроллер преобразует сигнал требуемой мощности, несущий информацию об уровне мощности, который необходимо передавать на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор, в сигнал требуемого тока поперечной оси для второго инвертора, несущий информацию о желательном токе поперечной оси, которого необходимо достичь в питающей электрической сети, и управляет полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, которые позволяют достичь желательного тока поперечной оси в питающей электрической сети.
6. Силовой преобразователь по п.5, в котором сигнал требуемой мощности преобразуют в сигнал требуемого тока поперечной оси путем деления сигнала требуемой мощности на сигнал, который соответствует напряжению на сетевых клеммах фильтра.
7. Силовой преобразователь по п.3, в котором второй контроллер использует дополнительный сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, и сравнивает дополнительный сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока с сигналом напряжения обратной связи линии постоянного тока, чтобы определить сигнал требуемого тока поперечной оси для второго инвертора, несущий информацию о желательном токе поперечной оси, которого необходимо достичь в питающей электрической сети.
8. Силовой преобразователь по п.7, в котором второй контроллер управляет полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, которые позволяют достичь желательного тока поперечной оси в питающей электрической сети.
9. Силовой преобразователь по п.1, в котором сигнал, несущий информацию о мощности питающей электрической сети, подают на первый контроллер от второго контроллера.
10. Силовой преобразователь по п.9, в котором сигнал, несущий информацию о мощности питающей электрической сети, добавляют к выходному сигналу контроллера линии постоянного тока в первом контроллере и используют для определения желательного уровня крутящего момента двигателя.
11. Силовой преобразователь по п.1, в котором второй контроллер сравнивает сигнал требуемого напряжения, несущий информацию об уровне напряжения, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра, с сигналом напряжения обратной связи, измеренным на сетевых клеммах фильтра, чтобы определить сигнал требуемого тока продольной оси для второго инвертора, и управляет полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, которые позволяют достичь желательного тока продольной оси в питающей электрической сети.
12. Силовой преобразователь по п.11, в котором второй контроллер изменяет сигнал требуемого тока продольной оси в соответствии с преобладающими параметрами напряжения питающей электрической сети.
13. Силовой преобразователь по п.1, в котором сигнал требуемой мощности получают при помощи контроллера мощности.
14. Силовой преобразователь по п.13, который дополнительно содержит датчик скорости или средство наблюдения за скоростью, чтобы получить сигнал скорости, несущий информацию о скорости подвижных частей двигателя, причем контроллер мощности использует сигнал скорости для получения сигнала требуемой мощности.
15. Силовой преобразователь по п.13 или 14, в котором контроллер мощности получает сигнал мощности и/или сигнал скорости от системы управления судна.
16. Устройство, содержащее множество силовых преобразователей по одному из пп.1-15, подключенных к общей шине питания питающей электрической сети, создающей номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту, в котором сигнал требуемого напряжения, несущий информацию о напряжении, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра каждого силового преобразователя, подают на второй контроллер каждого силового преобразователя от системы управления мощностью.
17. Устройство по п.16, в котором каждый индивидуальный силовой преобразователь содержит понижающий трансформатор, электрически подключенный между объединенным с ним фильтром и общей шиной питания.
18. Силовая установка, которая содержит двигатель, имеющий статор и ротор; комплект гребного винта, который содержит по меньшей мере одну лопасть, вращаемую при помощи ротора двигателя; и силовой преобразователь по одному из пп.1-15.
19. Морское судно, содержащее питающую электрическую сеть, создающую номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту и имеющую общую шину питания; и множество комплектов гребного винта по п.18; причем соответствующие силовые преобразователи множества комплектов гребного винта подключены к общей шине питания, при этом сигнал требуемого напряжения, несущий информацию о напряжении, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра каждого силового преобразователя, поступает от системы управления мощностью.
20. Способ управления работой силового преобразователя, который используют для сопряжения двигателя, который требует переменного напряжения с переменной частотой, с питающей электрической сетью, создающей номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту, причем указанный силовой преобразователь содержит
первый инвертор, электрически подключенный к статору двигателя и содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
второй инвертор, содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
линию постоянного тока, подключенную между первым инвертором и вторым активным выпрямителем/ инвертором;
фильтр, подключенный между вторым инвертором и питающей электрической сетью, причем указанный фильтр имеет сетевые клеммы;
первый контроллер для первого инвертора; и
второй контроллер для второго инвертора;
причем указанный способ включает в себя следующие операции:
использование первого контроллера, использующего сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого инвертора так, чтобы достичь желательного уровня напряжения на линии постоянного тока, который соответствует сигналу требуемого напряжения на линии постоянного тока;
использование второго контроллера, использующего сигнал требуемой мощности, несущий информацию об уровне мощности, который необходимо передавать на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор, и сигнал требуемого напряжения, несущий информацию о напряжении, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго активного выпрямителя/ инвертора так, чтобы достичь желательных уровней мощности и напряжения, которые соответствуют сигналам требуемых мощности и напряжения.
21. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя операцию использования первого контроллера, который использует сигнал требуемого магнитного потока, несущий информацию о желательном уровне магнитного потока, которого необходимо достичь в двигателе, чтобы управлять полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого инвертора так, чтобы получить электрические параметры статора, которые позволяют достичь желательного магнитного потока двигателя.
22. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя операцию использования первого контроллера, который сравнивает сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, с сигналом напряжения обратной связи линии постоянного тока, чтобы определить сигнал необходимого крутящего момента, несущий информацию о желательном уровне крутящего момента, которого необходимо достичь в двигателе, и управляет полупроводниковыми силовыми переключающими приборами первого активного выпрямителя/ инвертора так, чтобы получить электрические параметры статора, которые позволяют достичь желательного крутящего момента двигателя.
23. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя операции использования первого контроллера, который подает сигнал управления, который изменяется в соответствии с преобладающими режимами двигателя, на второй контроллер, и использования второго контроллера, который использует сигнал управления, чтобы ограничивать уровень мощности, который передают на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор.
24. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя операцию использования второго контроллера, который преобразует сигнал требуемой мощности, несущий информацию об уровне мощности, который необходимо передавать на линию постоянного тока от питающей электрической сети через второй инвертор, в сигнал требуемого тока поперечной оси для второго инвертора, несущий информацию о желательном токе поперечной оси, которого необходимо достичь в питающей электрической сети, и управления полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, позволяющие достичь желательного тока поперечной оси в питающей электрической сети.
25. Способ по п.24, в котором сигнал требуемой мощности преобразуют в сигнал требуемого тока поперечной оси, за счет деления сигнала требуемой мощности на сигнал, который соответствует напряжению на сетевых клеммах фильтра.
26. Способ по п.22, который дополнительно включает в себя операцию использования второго контроллера, который использует дополнительный сигнал требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущий информацию о желательном напряжении на линии постоянного тока, и операцию сравнения дополнительного сигнала требуемого напряжения на линии постоянного тока с сигналом напряжения обратной связи линии постоянного тока, чтобы определить сигнал требуемого тока поперечной оси для второго инвертора, несущий информацию о желательном токе поперечной оси, которого необходимо достичь в питающей электрической сети во время пуска.
27. Способ по п.26, который дополнительно включает в себя операцию использования второго контроллера для управления полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, позволяющие достичь желательного тока поперечной оси в питающей электрической сети.
28. Способ по одному из пп.20-27, который дополнительно включает в себя операцию подачи сигнала, несущего информацию о мощности питающей электрической сети, на первый контроллер от второго контроллера.
29. Способ по п.28, в котором сигнал, несущий информацию о мощности питающей электрической сети, добавляют к выходному сигналу контроллера линии постоянного тока в первом контроллере и используют для определения желательного уровня крутящего момента двигателя.
30. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя операцию использования второго контроллера для сравнения сигнала требуемого напряжения, несущего информацию об уровне напряжения, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра, с сигналом напряжения обратной связи, измеренным на сетевых клеммах фильтра, чтобы определить сигнал требуемого тока продольной оси для второго инвертора, и операцию управления полупроводниковыми силовыми переключающими приборами второго активного выпрямителя/ инвертора так, чтобы получить электрические параметры фильтра/ питающей электрической сети, позволяющие достичь желательного тока продольной оси в питающей электрической сети во время понижения напряжения питающей электрической сети.
31. Способ по п.30, в котором второй контроллер изменяет сигнал требуемого тока продольной оси в соответствии с преобладающими параметрами напряжения питающей электрической сети во время понижения напряжения питающей электрической сети.
32. Способ по п.20, в котором сигнал требуемой мощности получают при помощи контроллера мощности.
33. Способ по п.32, который дополнительно включает в себя операцию получения сигнала скорости, несущего информацию о скорости подвижных частей двигателя, и операцию использования контроллера мощности, который использует сигнал скорости для получения сигнала требуемой мощности.
34. Способ по п.32 или 33, который дополнительно включает в себя операцию использования контроллера мощности, который получает сигнал требуемой мощности и/или сигнал требуемой скорости от системы управления судна.
35. Способ управления работой множества силовых преобразователей, подключенных к общей шине питания питающей электрической сети, создающей номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту, причем указанный способ включает в себя операцию подачи сигнала требуемого напряжения, несущего информацию о напряжении, которого необходимо достичь на сетевых клеммах фильтра каждого силового преобразователя, на второй контроллер каждого силового преобразователя, от системы административного управления мощностью.
36. Способ управления работой силовой установкой, которая содержит двигатель, требующий переменного напряжения с переменной частотой и имеющий статор и ротор, комплект гребного винта, содержащий по меньшей мере одну лопасть, вращаемую при помощи ротора двигателя, и силовой преобразователь, который сопрягает двигатель с питающей электрической сетью, создающей номинально фиксированное напряжение и номинально фиксированную частоту, причем силовой преобразователь содержит
первый инвертор, электрически подключенный к статору двигателя и содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
второй инвертор, содержащий множество полупроводниковых силовых переключающих приборов;
линию постоянного тока, подключенную между первым инвертором и вторым активным выпрямителем/ инвертором;
фильтр, включенный между вторым инвертором и питающей электрической сетью, причем фильтр имеет сетевые клеммы;
первый контроллер для первого инвертора; и
второй контроллер для второго инвертора;
причем в ответ на изменение желательной тяги силовой установки способ включает в себя следующие операции:
управление вторым инвертором, чтобы изменять уровень мощности, вводимой в линию постоянного тока, так чтобы напряжение на линии постоянного тока изменялось от желательного уровня; и
управление первым инвертором, чтобы подавать достаточный ток от линии постоянного тока через первый инвертор на двигатель, чтобы восстанавливать желательный уровень напряжения на линии постоянного тока и достигать желательной тяги.