一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于節(jié)能、儲能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能裝置，具體說是一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前交流電動機的變頻器驅(qū)動，在裝卸貨物和循環(huán)往復運動時，交流變頻電機始終處在發(fā)電和用電狀態(tài)，在發(fā)電狀態(tài)時多采用制動電阻進行能耗制動。為節(jié)約能源采用電容儲能方式將發(fā)電狀態(tài)的能量進行存儲，當電機切換到用電狀態(tài)時將存儲的能量反饋到直流母線上給電機提供電能，這樣就減少了從電網(wǎng)吸收的能量，達到節(jié)能的目的。這樣的應(yīng)用屬于瞬時儲能，對電容來說是瞬時充放電，因此，采用超級電容器儲能最有效。目前，常用的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置如圖2所示。
[0003]超級電容器是一種利用雙電層原理直接儲存電能的器件，是介于傳統(tǒng)物理電容器和電池特性之間的一種新型儲能器件，與傳統(tǒng)的電解電容器相比，超級電容器的儲能密度高、漏電流小、充電時間短、循環(huán)使用壽命長，而且其適用的溫度范圍也寬，是一種健康綠色環(huán)保型儲能器件，近年來，作為瞬時、高功率儲能器件已在電力機車、備用電源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0004]但是，超級電容價格昂貴，而且超級電容器的單體電壓比較低，不能滿足應(yīng)用工況的電壓需求，通常需要將多個單體超級電容器串并聯(lián)成電容器組使用，這就使超級電容器的使用成本很高，在電機能耗制動節(jié)能儲能這類小規(guī)模的節(jié)電應(yīng)用中，難于從節(jié)電的收益中短時間收回投入成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型為現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置，減少超級電容器的使用數(shù)量，提高超級電容儲能效率，降低節(jié)能成本。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置，包括電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特征在于，所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。
[0008]對上述技術(shù)方案的改進:所述的超級電容器組包括串、并聯(lián)著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點和積極效果是:
[0010]本實用新型通過改變超級電容器組和DC/DC變流器的連接方式，降低了超級電容器組的充電電壓，減少了超級電容器的使用數(shù)量，提高了電容利用率，降低了節(jié)能成本。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置的電路原理圖；
[0012]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置的電路原理圖。
[0013]圖中:1-電機、2-變頻器、3-直流母線、4-DC/DC變流器、5_超級電容器組、6-制動單元、7-制動電阻。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:
[0015]參見圖1，本實用新型一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置的實施例，包括電機1、變頻器2、直流母線3、DC/DC變流器4、超級電容器組5、制動單元6、制動電阻7，DC/DC變流器4的一端連接到直流母線3的一端，DC/DC變流器4的另一端連接到超級電容器組5的一端，超級電容器組5的另一端連接直流母線3的另一端。
[0016]上述的超級電容器組5包括串、并聯(lián)著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
[0017]當供電電壓為交流三相(RST)380v時，通常直流母線3的電壓為540Vdc，當電機I制動時，直流母線3電壓Ud>540VDC，在圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，通過DC/DC變流器4給超級電容器組5進行并聯(lián)充電，這樣就要求超級電容器組耐壓在500Vdc左右，而超級電容器的耐壓值只有2.5—2.7V，所以要串聯(lián)的電容器數(shù)量很大。另外，根據(jù)電機容量以及負載下降產(chǎn)生的電能大小來決定并聯(lián)電容的數(shù)量。當電機I工作時，超級電容器組5放電，通過DC/DC變流器4反饋到直流母線3，由于DC/DC變流器的BOOST升壓回路能使放電的最低電壓為300Vdc，也即電容的利用率只達到40%{( 500-300 )/500 }。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供的節(jié)能儲能裝置中:
[0019]直流母線3的電壓Ud= DC/DC變流器電壓Ub+超級電容器組電壓Uc
[0020]當電機I制動時，直流母線3的電壓Ud>540Vdc;而制動單元6的門坎電壓為670Vdc，也即直流母線3的電壓Ud最高為670Vdc，這時DC/DC變流器4提供一個基準電壓Ub=540Vdc。所以，超級電容器組5的最高充電電壓為:
[0021 ] Uc=Udmax-540=670-540=l 30Vdc
[0022]也就是說，超級電容器組5的耐壓要求由500 Vdc左右降為130Vdc，這樣，超級電容器5中的單體超級電容器個數(shù)就會減少。當電機I工作時，超級電容器組5放電，由于DC/DC變流器電壓Ub+超級電容器組電壓Uc疊加電壓高于母線3電壓，所以逆變器從電容器中獲取能量。由于DC/DC變流器提供了 540Vdc基準電壓使得電容利用率達到幾乎100%，也即電容利用率提高了 150%，從而提高了儲能效率，提高了節(jié)電率、降低了超級電容器成本。
[0023]當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所作出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置，包括電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特征在于，所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置，其特征在于，所述的超級電容器組包括串、并聯(lián)著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于超級電容器的電機能耗制動節(jié)能儲能裝置，包括:電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特點是：所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。通過改變超級電容器組和DC/DC變流器的連接方式，降低了超級電容器組的充電電壓，減少了超級電容器的使用數(shù)量，提高了電容利用率，降低了節(jié)能成本。
【IPC分類】H02P3/24, H02J7/34
【公開號】CN205355909
【申請?zhí)枴緾N201521122656
【發(fā)明人】王志強, 杜繁榮, 王 鋒, 孫啟康
【申請人】青島匯智智能系統(tǒng)工程有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月31日