一种飞轮涡轮储能制动装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105790645A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610361620.7(22)申请日2016.05.26(71)申请人无锡太湖学院地址214000江苏省无锡市钱荣路68号(72)发明人张乐孟建德(74)专利代理机构南京禹为知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32272代理人王晓东(51)Int.Cl.H02P3/24(2006.01)H02P27/04(2016.01)H02J3/30(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图8页(54)发明名称一种飞轮涡轮储能制动装置(57)摘要本发明公开了一种飞轮涡轮储能制动装置，其包括，控制单元、主功率单元、驱动隔离单元以及采样部件，驱动隔离单元与所述控制单元和主功率单元相连接，实现强电信号与弱电信号的光电隔离，避免强电电路的尖峰对弱电控制电路的干扰；采样部件与所述控制单元和主功率单元相连接，包括电流采样部件和电压采样部件，实现对交流电压和交流电流的采样。本发明对变频器带电机运行过程中由于电机发电而引起的能量回馈进行了有效的控制，从而达到抑制了母线电压的升高，进一步避免了母线电压过高而引起变频器过压故障停机的情况。CN105790645ACN105790645A权利要求书1/3页1.一种飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：包括，控制单元(100)，其包括能够对控制量进行计算的数字处理部件(101)和能够对逻辑信号量进行处理的逻辑处理部件(102)；主功率单元(200)，其包括软启动部件(201)和功率部件(202)，所述软启动部件(201)使电压由零稳定升至额定电流，保证电机系统(M)平滑的运行，所述功率部件(202)完成对飞轮涡轮储能制动装置中各个元件功率的放大；驱动隔离单元(300)，与所述控制单元(100)和主功率单元(200)相连接，实现强电信号与弱电信号的光电隔离，避免强电电路的尖峰对弱电控制电路的干扰；以及，采样部件(400)，与所述控制单元(100)和主功率单元(200)相连接，包括电流采样部件(401)和电压采样部件(402)，实现对交流电压和交流电流的采样。2.如权利要求1所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：还包括，保护部件(500)，与所述控制单元(100)和主功率单元(200)相连接，能够实时检测电压、电流信号，防止过压、过流损坏所述功率部件(202)。3.如权利要求1或2所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：还包括，供电部件(600)，与所述控制单元(100)相连接，为飞轮涡轮储能制动装置的控制提供稳定的后备电源。4.如权利要求3所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：所述电流采样部件(401)和电压采样部件(402)的采样数据经由电压跟随部件(403)、滤波部件(404)、反比例放大部件(405)和反比例加法部件(406)最终完成调理输出，其中，所述电压跟随部件(403)能够匹配电流采样部件(401)和电压采样部件(402)的输出阻抗与输入阻抗；所述滤波部件(404)能够将电路中高频毛刺信号消除；所述反比例放大部件(405)对采样得到的电压进行反相与比例调节，将输入信号调整到一定电压范围内，同时通过对运放正相端电位的调节来消除电路的零点漂移；所述反比例加法部件(406)将输入信号调整到特定电压的范围内，满足数字处理部件(101)的转换端口对输入电平的要求。5.如权利要求1、2或4任一所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：所述飞轮涡轮储能制动装置与所述电机系统(M)相连接，通过电机系统(M)的交流调速从而实现空间矢量脉宽调制，其中，实现空间矢量脉宽调制的方法包括，判断参考电压矢量所在的扇区；计算合成所需的各个空间电压矢量的作用时间；与三角载波进行比较得出三相脉宽调制信号，输入逻辑处理部件(102)进行处理。6.如权利要求5所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：所述参考电压矢量所在的扇区通过构造三个变量：Vsβ，进而根据其正负关系判断扇区，其中，定义三个变量为：2CN105790645A权利要求书2/3页定义二值函数A、B、C，若Vref1>0，则A＝1，反之A＝0；若Vref2>0，则B＝1，反之B＝0；若Vref3>0，则C＝1，反之C＝0，则sector＝A+2B+4C。7.如权利要求5或6所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：所述计算合成所需的各个空间电压矢量的作用时间，设定各合成矢量的作用时间Tx、Ty，若发生过调制情况，即Tx+Ty>Ts，则8.如权利要求7所述的飞轮涡轮储能制动装置，其特征在于：所述与三角载波进行比较得出三相脉宽调制信号，其中，设定taon，tbon，tcon为每相桥臂的上管在开关周