一种超级电容储能系统及变频调速系统技术方案

本实用新型专利技术公开了变频调速系统，包含整流器、超级电容储能系统、逆变器、三相电机；整流器的输入端为三相电，整流器的输出端输出直流电信号，连接超级电容储能系统的输入端和逆变器的输入端；逆变器的输出端连接有三相电机的输入端。同时还公开了响应的超级电容储能系统。本方案相比现有技术，能实现相同功能的其他拓扑，该拓扑仅需要两个开关管，具有结构紧凑、效率高、可靠等优点。

A Super Capacitor Energy Storage System and Frequency Conversion Speed Regulation System

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容储能系统及变频调速系统
本技术涉及电路领域，尤其涉及一种超级电容储能系统及变频调速系统。
技术介绍
随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术以及控制理论的发展和应用，电机调速和驱动技术在性能和价格方面都有很大进步，已广泛应用于国民经济的各个领域。特别是交直交变频调速驱动系统，在工农业生产中得到了极其广泛的应用。但在交直交变频系统工作时，直流母线电压会因系统快速启停、负载跳变、电网波动等多种因素的影响而发生泵升或跌落。如大多数变频器是采用二极管整流器，当电机制动时能量回馈到直流母线上，产生巨大的能量积累，造成母线电压产生极大的泵升。为了解决上述问题，本技术提出一种超级电容储能系统，并将其与变频器调速系统进行配合使用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种超级电容储能系统及变频调速系统。具体的，一种超级电容储能系统，所述超级电容储能系统包括第一输入端和第二输入端；所述第一输入端和第二输入端分别并联连接在直流母线上；在第一输入端和第二输入端之间，并联有电容Cd，第一输入端还连接有第一IGBT的漏极，第一IGBT的源极连接有第二IGBT的漏极和电感L的第一端；电感L的第二端通过电阻Rs和电容C连接至第二输入端；第二IGBT的源极连接至第二输入端；所述电容C为超级电容。优选的，所述超级电容为超级电容器组。优选的，所述超级电容电压Usc为300V，超级电容的电容值C为41.25F。优选的，电阻Rs为25.2mΩ，电感L为1.5mH。优选的，所述第一IGBT和第二IGBT的栅极，均连接至PWM控制器。优选的，所述PWM控制器为ARM处理器。将超级电容储能装置并联在交直交变频器的直流母线上，得到如图1所示的系统。一种基于超级电容储能系统的变频调速系统，其特征在于，所述变频调速系统包含整流器、超级电容储能系统、逆变器、三相电机；所述整流器的输入端为三相电，整流器的输出端输出直流电信号，连接超级电容储能系统的输入端和逆变器的输入端；逆变器的输出端连接有三相电机的输入端；所述超级电容储能系统为如前所述的超级电容储能系统。当电机制动或减速时，直流母线电压上升，储能系统进行充电，回收多余的制动能量；当电机启动或加速时，直流母线电压下降，储能系统进行放电，释放存储的能量补偿系统所需。超级电容器根据直流母线电压的变化情况进行充放电，以维持直流母线电压的稳定。本技术的有益效果在于：由于没有隔离和绝缘的要求，结构简单、成本较低的双向buck/boost变换器常常是控制超级电容储能系统能量流动的首选。相比能实现相同功能的其他拓扑，该拓扑仅需要两个开关管，具有结构紧凑、效率高、可靠等优点。附图说明图1是基于超级电容储能系统的变频调速系统；图2是超级电容储能系统。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示，超级电容储能装置并联在交直交变频器的直流母线上，主要由两部分构成：一是双向DC-DC变换器；二是超级电容器组。如图2所示，一种超级电容储能系统，所述超级电容储能系统包括第一输入端和第二输入端；所述第一输入端和第二输入端分别并联连接在直流母线上；在第一输入端和第二输入端之间，并联有电容Cd，第一输入端还连接有第一IGBT的漏极，第一IGBT的源极连接有第二IGBT的漏极和电感L的第一端；电感L的第二端通过电阻Rs和电容C连接至第二输入端；第二IGBT的源极连接至第二输入端；所述电容C为超级电容。优选的，所述超级电容为超级电容器组。优选的，所述超级电容电压Usc为300V，超级电容的电容值C为41.25F。优选的，电阻Rs为25.2mΩ，电感L为1.5mH。优选的，所述第一IGBT和第二IGBT的栅极，均连接至PWM控制器。优选的，所述PWM控制器为ARM处理器。将超级电容储能装置并联在交直交变频器的直流母线上，得到如图1所示的系统。一种基于超级电容储能系统的变频调速系统，其特征在于，所述变频调速系统包含整流器、超级电容储能系统、逆变器、三相电机；所述整流器的输入端为三相电，整流器的输出端输出直流电信号，连接超级电容储能系统的输入端和逆变器的输入端；逆变器的输出端连接有三相电机的输入端；所述超级电容储能系统为如前所述的超级电容储能系统。当电机制动或减速时，直流母线电压上升，储能系统进行充电，回收多余的制动能量；当电机启动或加速时，直流母线电压下降，储能系统进行放电，释放存储的能量补偿系统所需。超级电容器根据直流母线电压的变化情况进行充放电，以维持直流母线电压的稳定。由于没有隔离和绝缘的要求，结构简单、成本较低的双向buck/boost变换器常常是控制超级电容储能系统能量流动的首选。相比能实现相同功能的其他拓扑，该拓扑仅需要两个开关管，具有结构紧凑、效率高、可靠等优点。需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容储能系统，其特征在于，所述超级电容储能系统包括第一输入端和第二输入端；所述第一输入端和第二输入端分别并联连接在直流母线上；在第一输入端和第二输入端之间，并联有电容Cd，第一输入端还连接有第一IGBT的漏极，第一IGBT的源极连接有第二IGBT的漏极和电感L的第一端；电感L的第二端通过电阻Rs和电容C连接至第二输入端；第二IGBT的源极连接至第二输入端；所述电容C为超级电容。

【技术特征摘要】
1.一种超级电容储能系统，其特征在于，所述超级电容储能系统包括第一输入端和第二输入端；所述第一输入端和第二输入端分别并联连接在直流母线上；在第一输入端和第二输入端之间，并联有电容Cd，第一输入端还连接有第一IGBT的漏极，第一IGBT的源极连接有第二IGBT的漏极和电感L的第一端；电感L的第二端通过电阻Rs和电容C连接至第二输入端；第二IGBT的源极连接至第二输入端；所述电容C为超级电容。2.一种如权利要求1所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述超级电容为超级电容器组。3.一种如权利要求1所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述超级电容电压Usc为300V，超级电容的电容值C为41.25F。4.一种如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志武，
申请(专利权)人：成都基高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51