[实用新型]电动机能量回收器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动机能量回收器，尤其指采用新型能量回收控制器控制超级电容模组回收电动机再生电能的电动机能量回收器。 

背景技术

电动机能量回收技术已经研究多年，目前电能回收技术主要有采用超级电容模组结合DC/DC转换器的结构，或者采用超级电容模组与IGBT组合的结构。 

目前的技术存在系统复杂、成本较高、产品缺乏经济性的缺陷。 

超级电容模组通过双向DC/DC转换器的结构并联在电路中，开关损耗严重，技术复杂，成本较高，控制难度大，超级电容模组有效利用率低。 

通过超级电容模组与IGBT组合改变超级电容与直流母线连接关系的电路，IGBT驱动复杂，保护要求高，同样存在着控制系统复杂，成本较高和控制难度大的缺点。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了克服现有系统成本较高，能量回收效率不高，系统复杂，控制难度大，开关损耗大的缺点，本实用新型设计一种新型能量回收器。该能量回收器与现有同类产品相比，结构简单实用，能量回收效率高，控制系统可靠性高，开关器件成本降低，本实用新型还具有便于安装使用，实用性强的特点。 

技术方案 

本实用新型所采用的技术方案是： 

一种电动机能量回收器，由二极管器件，超级电容模组，开关器件，开关控制器，电容器件，保护模块连接构成，其特征在于，二极管D1，二极管D2，超级电容模块C1，开关模块S1，开关控制模块SC1，电容C2，保护模块P1以下述网络关系连接： 

二极管D1和二极管D2的正极端相连，二极管D2的负极与超级电容模组C1负极相连，超级电容模组C1正极与直流母线端子Bo1相连，二极管D1的负极与超级电容模组C1正极相连，开关模块S1一端与二极管D2的负极和超级电容模组C1负极相连，开关模块S1的另一端与直流母线负极Bo2相连，开关模块S1控制输入端与开关控制模块SC1控制输出端相连，保护模块P1与超级电容模块C1并联，电容C2与开关S1并联。 

二极管器件D1与二极管器件D2，其特征为器件单向导通，二极管D1和二极管D2的正极端相连，二极管D2的负极与超级电容模组C1负极相连，二极管D1的负极与超级电容模组C1正极相连。二极管器件D1与二极管器件D2作用在于使电能单向流动，防止回收能量向电源侧流动。 

开关模块S1一端与二极管D2的负极和超级电容模组C1负极相连，开关模块S1的另一端与直流母线负极Bo2相连，其作用在于为回收电能提供电路回路，控制回收能量向超级电容模组C1充电。 

开关控制模块SC1，其特征为至少有一个端子与开关器件控制端相连接。 

保护模块P1，其特征为保护模块P1与超级电容模块C1并联。 

该电动机能量回收器的工作原理如下： 

电动机能量回收器可以分为三个主要工作状态进行能量回收：正常运行，能量回收运行，再生能量利用。 

1.系统初始运行的原理。 

当电动机处于电动状态时，超级电容模组C1内没有初始能量。开关管S1处于电动动作 状态，直流母线电流由电源经过二极管D1向负荷流动。 

2.能量回收运行的原理。 

以图1为例说明电动机能量回收器工作原理。当超级电容模组C1内无初始储能的时候，直流电源经过二极管D1向负载供电。当电动机电动冲程结束，电动机进入发电工作状态，电动机发电向电容C2充电，随着C2电压升高，二极管D1、D2截止。开关控制电路SC1判断开关管动作状态，自动控制开关管S1进入能量回收动作状态，电流经过超级电容模组C1与开关管S1回路流动，实现超级电容模组C1充能。 

3.再生能量利用的原理。 

超级电容模组C1进行能量回收之后，其两端存在电位差。二极管D1负极端电位高于正极电位，二极管D1处于关断状态。当发电机再度进入电动状态。开关控制电路SC1自动控制开关管S1动作进入能量再利用状态。超级电容模组C1与电容C2串联向直流母线放电。当电容C2端电压低于串联二极管D2正极电压。二极管D2正向打开，直流电源通过直流母线端子Bi1、Bi2与超级电容模组C1串联与电容C2并联向直流母线Bo1，Bo2侧供电。超级电容模组C1与直流电源串联放电。此时，超级电容模组C1储存的再生能量得到释放，回收的能量在此过程中得到再利用。当超级电容模组C1放电结束，超级电容C1两端电位降低，二极管D1打开，由直流电源经过二极管D1向电动机侧供电维持电动机电动运行。 

有益效果