[发明专利]基于飞轮储能的直流方式电压凹陷抑制装置及方法

权利要求书

1.一种基于飞轮储能的直流方式电压凹陷抑制装置，其特征在于：该装置包括飞轮、直流无刷电机、三相桥式变流器、直流接触器和控制模块，飞轮处在真空中，飞轮与直流无刷电机同轴相连，直流无刷电机与三相桥式变流电路的交流侧相连，三相桥式变流电路的直流侧串联直流接触器后接到直流母线。

2.根据权利要求1所述的电压凹陷抑制装置，其特征在于：所述的三相桥式变流器的主电路采用半桥拓扑结构，主电路交流侧采用三相对称的无中线连接方式接入到直流无刷电机交流侧，主电路直流侧通过直流接触器接到直流母线，主电路的每个桥臂由功率开关管组成。

3.根据权利要求2所述的电压凹陷的抑制装置，其特征在于：所述的功率开关管由绝缘栅双极晶体管和二极管反并联连接组成。

4.根据权利要求1所述的电压凹陷抑制装置，其特征还包括：所述的控制模块包括直流电源、驱动电路、DSP、单片机、调理电路、温度检测单元、电压检测单元、电流检测单元、速度检测单元、键盘输入和液晶显示；温度检测单元、电压检测单元、电流检测单元、速度检测单元采集的信号分别通过调理电路传送给DSP，DSP通过驱动电路对变流电路进行控制，单片机分别与DSP、键盘输入和液晶显示连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于飞轮储能的直流方式电压凹陷抑制方法，包括以下步骤：

步骤1、充电模式，直流接触器闭合，三相桥式变流器的变流电路工作在逆变状态，直流无刷电机将电能转换为机械能，带动飞轮加速旋转，电能转换为机械能存储在飞轮中，当飞轮转速上升到额定转速，充电结束，装置转到保持模式；

步骤2、保持模式，直流接触器断开，变流器不工作，飞轮储能保持；

步骤3、放电模式，电网电压发生凹陷使直流母线电压低于下限值时，直流接触器闭合，飞轮拖动电机发出交流电，变流器将交流电转换为直流电供给直流母线，维持直流母线电压稳定。

6.根据权利要求5所述的电压凹陷的抑制方法，其特征还包括：所述的直流无刷电机既可运行在电动状态，也可运行在发电状态；运行在电动状态时将电能转换为机械能储存在高速旋转的飞轮上，运行在发电状态时，将储存在飞轮上的机械能转换为电能。

7.根据权利要求5所述的电压凹陷的抑制方法，其特征还包括：所述的变流电路可工作在逆变状态，将直流电转换为交流电，也可工作在整流状态，将交流电转换为直流电，直流接触器闭合，变流器的直流侧接到直流母线。

8.根据权利要求5所述的电压凹陷的抑制方法，其特征在于：充电模式下，转速、电流双闭环控制飞轮的转速，用三相六开120°导通方式控制变流器，对导通的器件用PWM脉冲控制。

9.根据权利要求5所述的电压凹陷的抑制方法，其特征在于：放电模式下，电压、电流双闭环控制直流母线电压，用三相六开120°导通方式控制变流器，对导通的器件用PWM脉冲控制。