一种应用于水下设备的供电系统技术方案

本申请一种应用于水下设备的供电系统，包括：第一输电线组，包括第一输电线和第二输电线，所述第一输电线与所述第二输电线共模传输第一电能，所述第一输电线与所述第二输电线差模传输第二电能；第二输电线组，与所述第一输电线组差模传输所述第一电能。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于水下设备的供电系统
本申请属于水下设备领域，特别涉及一种应用于水下设备的供电系统。
技术介绍
目前，随着大功率高压直流电子技术的进步，大功率高效率直流输电系统成为水下设备供电的主要方式。在高压直流输电系统中，水下受电端的高压输入直流电源需要一个辅助电源来启动。常规的方案是从高压线上直接取能。由于输入电压高，变换器需要承受很高的电压应力。开发设计难度大，可靠性低。为了规避从高压线直接取电，目前主要存在两种方案。其中一种是受电端设置一个电池，并利用该电池提供辅助电源。这种方案具有实施简单、成本低的优点。但需要定期维护电池状态，和及时更换电池。对于水下设备来说，这些操作很不方便。第二种方案是通过电力线载波方式耦合一个交流电。在受电端通过变压器解耦接收。在受电端的直流受电一般需要增加低通滤波器，滤除耦合的交流电。该滤波器增加了水下设备的体积和重量，使得水下设备相对笨重。在设计时，载波耦合解耦电路一般难以充分考虑高压线上的电压波动。也难以将线缆的寄生参数（要是寄生电容）主考虑进去。从而导致系统的可靠性不高，且输电效率低。
技术实现思路
基于此，本申请提供了一种应用于水下设备的供电系统，包括：第一输电线组，包括第一输电线和第二输电线，所述第一输电线与所述第二输电线共模传输第一电能，所述第一输电线与所述第二输电线差模传输第二电能；第二输电线组，与所述第一输电线组差模传输所述第一电能。可选地，所述第二输电线组包括第三输电线和第四输电线，所述第三输电线和所述第四输电线共模传输所述第一电能。可选地，所述第一电能可以为直流电能；所述第二电能可以为交流电能。可选地，所述供电系统还可以包括：第一电源，用于提供所述第一电能；第二电源，用于提供所述第二电能。可选地，所述供电系统，还可以包括：第一变压器，原边绕组与所述第二电源连接，副边绕组的两端分别与所述第一输电线和所述第二输电线连接，副边绕组中间抽头与所述第一电源连接。可选地，所述的供电系统还可以包括：受电装置，包括第一受电单元和第二受电单元；所述第一受电单元接收所述第一电能；所述第二受电单元接收所述第二电能；所述第一受电单元与所述第二输电线组连接。可选地，所述受电装置还可以包括：第二变压器，原边绕组的两端分别与所述第一输电线和所述第二输电线连接，原边绕组中间抽头与所述第一受电单元连接，副边绕组与所述第二受电单元连接。可选地，所述受电装置为遥控水下机器人。可选地，所述第一受电单元包括DC/DC转换器；所述第二受电单元包括AC/DC转换器；所述AC/DC转换器与所述第一受电单元连接，为所述第一受电单元提供辅助电源输入。可选地，所述第二电能为梯形波交流电。本申请的一些实施例提供了一种用于水下设备的供电系统。在该供电系统中采用多根输电线组成的脐带电缆。并可以复合利用该脐带电缆传输主电能和辅助电能。在该供电系统中，可以把脐带电缆所包含的输电线进行分组。在每个输电线组内共模传输主电能，并且在其中至少一个输电线组内差模传输辅助电能。在该输电线组内的输电线内以差分形式耦合辅助电能，实现借助主电能传输路径传输辅助电能的目的。从而可以提高脐带电缆所包含的输电线的利用率，降低脐带电缆的重量。可以在辅助电能的传输路径中保持的对称性。利用该对称性，在输电线组内差模传输的辅助电能不会把影响扩散到辅助电能的传输路径以外。从而可以在受电端实现的主电能与辅助电能的完美解耦。由于在本方案内的解耦非常彻底，因而可以省去图1所示的现有技术中的滤波器。从而，可以降低受电装置的系统复杂度，缩小受电装置的体积，减轻受电装置的重量。当受电装置为水下设备时，特别是当受电装置为水下机器人时，其对体积重量的敏感度的非常高。缩小的体积和重量可以在很大程度上提高受电装置的性能。同时该方式也可以降低受电装置的制造成本。减少其可能出现的故障点。而且由于本方案中主电能与辅助电能的解耦可以比较彻底。因而主电源上的噪声可以相对较少。从而可以提高受电装置的性能。在本方案中利用辅助电能的传输路径中的耦合变压器和解耦变压器的对称性，可以降低主电能在上述两个变压器的磁芯内产生的磁场的磁场强度，降低了上述两个变压器磁芯的饱和可能性。因而利用较小的磁芯，即可以实现较高的辅助电能传输效率。从而，可以进一步降低受电装置的体积和重量。提高供电系统及受电装置的性能。以及可以不用顾忌主电能传输电流的影响，合理地设置辅助电能的传输路径上各个元件的参数。比如，可以合理地配置耦合变压器、解耦变压器。以及可以不用顾忌与主电能传输的相互影响，合理设置辅助电能的波形。从而可以提高该供电系统和受电装置的性能。降低其生产成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。图1示出了现有技术中应用于水下设备的第一供电系统的组成示意图。图2示出了图1所示第一供电系统中的第一解耦变压器T12的原边绕组的电流分析示意图。图3示出了本申请的一个实施例应用于水下设备的第二供电系统的组成示意图。图4示出了图3所示第二供电系统中的第二变压器T22的原边绕组的电流分析示意图。图5示出了本申请的另一实施例应用于水下设备的第三供电系统的组成示意图。图6示出了图5所示第三供电系统中岸上辅助电源生成电路的电路原理示意图。图7示出了图6所示岸上辅助电源生成电路的波形示意图。图8示出了图5所示第三供电系统中第二受电单元所包含的AC/DC变换器的原理示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1示出了现有技术中应用于水下设备的第一供电系统的组成示意图。如图1所示，第一供电系统1000可以包括岸上电源11、第一脐带电缆12和水下设备13。其中，岸上电源11可以包括第一电源V1和第二电源V2以及第一耦合变压器T11。其中，第一电源V1可以用于提供第一电能E1。第一电能E1可以是第一供电系统1000的主电源，其功率较大，为直流电源。第二电源V2可以用于提供第二电能E2。第二电能E2可以是第一供电系统1000的辅助电源，其功率较小，为交流电源。第一电能E1的功率远大于第二电能E2。第一电能E1的电压水平远大于第二电能E2的电压水平，第一电能E1的电流水平也远大于第二电能E2的电流水平。第一耦合变压器T11用于第一电能E1与第二电能E2之间的耦合。第一耦合变压器T11把第二电能E2耦合到第二电能E1的传输路径上，并利用第一电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于水下设备的供电系统，其特征在于，包括：/n第一输电线组，包括第一输电线和第二输电线，/n所述第一输电线与所述第二输电线共模传输第一电能，/n所述第一输电线与所述第二输电线差模传输第二电能；/n第二输电线组，与所述第一输电线组差模传输所述第一电能；/n受电装置，包括第一受电单元和第二受电单元，所述第一受电单元接收所述第一电能，所述第二受电单元接收所述第二电能；/n所述第一受电单元与所述第二输电线组连接；/n第二变压器，/n原边绕组的两端分别与所述第一输电线和所述第二输电线连接，/n原边绕组中间抽头与所述第一受电单元连接，/n副边绕组与所述第二受电单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于水下设备的供电系统，其特征在于，包括：
第一输电线组，包括第一输电线和第二输电线，
所述第一输电线与所述第二输电线共模传输第一电能，
所述第一输电线与所述第二输电线差模传输第二电能；
第二输电线组，与所述第一输电线组差模传输所述第一电能；
受电装置，包括第一受电单元和第二受电单元，所述第一受电单元接收所述第一电能，所述第二受电单元接收所述第二电能；
所述第一受电单元与所述第二输电线组连接；
第二变压器，
原边绕组的两端分别与所述第一输电线和所述第二输电线连接，
原边绕组中间抽头与所述第一受电单元连接，
副边绕组与所述第二受电单元连接。


2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第二输电线组包括第三输电线和第四输电线，所述第三输电线和所述第四输电线共模传输所述第一电能。


3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，
所述第一电能为直流电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建仓，张伟强，张金良，申国彬，王林广，
申请(专利权)人：天津深之蓝能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12