[发明专利]供电结构可变飞轮储能电机装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种存储电能的系统，特别是一种用飞轮的发动机。

背景技术：

飞轮储能电动/发电机装置，应用于需瞬时大功率负载供电场合，如陆用电网调峰、大型门式起重机能量回收再利用、地铁站能量回收再利用等等，该电动/发电机装置具有三相绕组结构的电动/发电机，该三相绕组电动/发电机的轴端连接有一可存储能量的飞轮组件，该三相绕组还通过双向开关连接有三相全控整流器，该三相全控整流器经三相逆变器连接有负载，构成一飞轮储能电动/发电机装置，上述三相绕组结构电机虽然结构简单，但其可靠性较低，如三相绕组中有一绕组出现故障，整个装置将无法运行，这种现象在一些应急的负载场合，可能酿成严重后果，装置中的整流器件均是采用大功率可控硅(IGBT)，在大功率领域，功率器件的价格同容量之间为指数型关系，随着单管所需容量的增加，其价格急剧升高，可靠性降低，而这些大容量功率器件，全控IGBT器件价格非常昂贵，一般是同容量不控型功率二极管价格的3倍以上。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的供电结构可变飞轮储能电机装置，它能提高飞轮储能电机装置的可靠性，并能降低整个功率变换系统的成本。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

供电结构可变飞轮储能电机装置，包括有带飞轮的电动/发电机、双向开关、变频驱动单元、三相整流器和三相逆变器，其特点是：电动/发电机的定子绕组是一组相互独立的Y绕组，所述的定子绕组具有一Y绕组为可逆绕组，该定子绕组的其余Y绕组为第一和第二发电绕组，该可逆绕组经双向开关分别连接有变频驱动单元的第一三相逆变器或第一三相整流器，该第一、第二发电绕组分别对应连接有第二、第三三相整流器，电动状态电源经变频驱动单元的第四三相整流器和第一三相逆变器及双向开关接通可逆绕组，电机带动飞轮高速旋转储能，发电状态飞轮释放能量，定子绕组的各Y绕组同时作发电运行，并经各独立的第一、第二和第三整流器和第二三相逆变器作瞬时大功率输出，形成供电结构可变装置。

本发明的电动/发电机定子绕组是相互独立的Y绕组，如其中某相绕组出现故障，整个装置仍可降额运行，明显提高装置的可靠性，本发明在电动状态时，仅可逆绕组工作，多相电机以三相电机运行，其功率总容量大降，变频驱动单元各组成容量减小，可降低设备成本，电机定子绕组均为独立Y绕组，和其连接的整流器件均采用功率二极管，和传统结构比较，装置的总体价格会大大降低，具有极佳的经济效益。

附图说明：

图1是本发明供电结构可变飞轮储能电机装置示意图。

图2是图1三相整流器电路原理图。

图3是图1中三相逆变器电路原理图。

具体实施方式：

参照图1，供电结构可变飞轮储能电机装置，包括有电动/发电机的定子绕组1、双向开关2、变频驱动单元3、三相整流器4、平波电容5和三相逆变器6。

电动/发电机的定子绕组1是由一组(为n个)相互独立的Y绕组构成，其中一套Y绕组为可逆绕组11，该可逆绕组11连接有双向开关2，其余(即n-1套Y绕组)为发电绕组，如图1中所示第一发电绕组12、第二发电绕组13……，其中第一发电绕组12连接有第二三相整流器42，第二发电绕组13连接有第三三相整流器43，当n＞3时，各发电绕组和三相整流器的连接可依次类推；

电动/发电机除上述结构特点以外，和现有技术的结构基本相似，在其转子的轴伸上安装有飞轮组件，当电动/发电机处于电动工作状态时，转子带动飞轮高速旋转，飞轮将储存大量功能可供瞬时大功率输出所需。

双向开关2，其结构和功能与现有技术相似，该双向开关2的一端连接定子绕组1的可逆绕组11，另一端连接变频驱动单元3(电动运行状态)图1示A位或三相整流器4的第一三相整流器41图1示B位(发电运行状态)。