供电结构可变飞轮储能电机装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102142733A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102142733A(43)申请公布日2011.08.03(21)申请号201010585589.8(22)申请日2010.12.10(71)申请人中国船舶重工集团公司第七〇四研究所地址200031上海市衡山路10号(72)发明人毕刘新杨平西杨帆刘莉飞张希陈琳陈次祥(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人褚竺(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K11/00(2006.01)H02K3/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称供电结构可变飞轮储能电机装置(57)摘要一种供电结构可变飞轮储能电机装置，主要解决提高装置可靠性与降低成本等技术问题，其采用技术方案是：电机的定子绕组是一组独立的Y绕组，其中一Y绕组为可逆绕组，其余Y绕组为第一、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，电动时，电源经变频驱动单元和双向开关接通可逆绕组，电机带动飞轮旋转储能，发电时，飞轮释放能量，各Y绕组同时作发电运作，并经整流和逆变作瞬时大功率输出，适用各式用飞轮储能的电机装置。CN102473ACCNN110214273302142740A权利要求书1/1页1.一种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，其特征在于：电动/发电机的定子绕组(1)是一组相互独立的Y绕组，所述的定子绕组(1)具有一Y绕组为可逆绕组(11)，该定子绕组(1)的其余Y绕组为第一和第二发电绕组(12、12’)，该可逆绕组(11)经双向开关(2)分别连接有变频驱动单元(3)的三相逆变器(61)或第一三相整流器(41)，该第一、第二发电绕组(12、12’)分别对应连接有第一、第三三相整流器(42、43)，电动状态电源经变频驱动单元(3)的第四三相整流器(44)和第一三相逆变器(61)及双向开关(2)接通可逆绕组(11)，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(1)的各Y绕组同时作发电运行，并经各相互独立的第一、第二和第三整流器(41、42、43)和第二三相逆变器(62)作瞬时大功率输出，形成供电结构可变装置。2.根据权利要求1所述的供电结构可变飞轮储能电机装置，其特征是第一、第二、第三和第四整流器(41、42、43、44)为不控整流式整流器，各整流器件为功率二极管。3.根据权利要求1所述的供电结构可变飞轮储能电机装置，其特征是第一和第二逆变器(61、62)为两电平可控硅全控桥或三电平结构。2CCNN110214273302142740A说明书1/3页供电结构可变飞轮储能电机装置技术领域：[0001]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：[0002]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：[0003]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。[0004]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：[0005]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