[发明专利]一种轴带发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种轴带发电系统。

背景技术

目前，传统轴带发电系统一般包括发电机、整流单元、直流缓冲滤波单元和逆变单元，其中，发电机与整流单元电性连接，整流单元还分别与直流缓冲滤波单元和逆变单元电性连接。整流单元将发电机发出的交流电压整流成直流母线电压，再经过直流缓冲滤波单元输出至逆变单元，由逆变单元将直流母线电压转成交流电以供负载供电。

然而，现有的直流缓冲滤波单元中往往存在多个储能元件，例如电容元件。当采用该传统轴带发电系统向三相和单相负载供电时，逆变需要零线，如果逆变输出没有Δ/Y型变压器，需要从储能单元的串联电容中间抽出零线，由于多个储能元件在正负半周期中的工作电流大小明显不同，导致多个储能元件的电压不平衡。而且，现有的整流单元一般采用三相工频二极管整流或可控硅整流，这样的整流方式必须配合使用电励磁同步电机和工频变压器，电励磁同步电机和工频变压器体积大，重量重，导致整个系统的体积大，成本高，能耗大等问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种轴带发电系统，旨在解决现有轴带发电系统的直流缓冲滤波单元的电压不平衡问题，同时减小轴带发电系统的体积和能耗。

本发明提供了一种轴带发电系统，该轴带发电系统包括：发电机、整流单元、均压单元、直流缓冲滤波单元、逆变单元和正弦滤波单元；

所述整流单元的输入端与所述发电机电性连接，所述整流单元的输出端分别与所述均压单元、直流缓冲滤波单元和逆变单元连接；所述均压单元还与所述直流缓冲滤波单元连接；所述逆变单元与所述正弦滤波单元连接；

其中，所述整流单元用于将所述发电机输出的交流电压整流升压成直流母线电压，并通过所述直流缓冲滤波单元输出至所述逆变单元，所述逆变单元用于将所述直流母线电压逆变成正弦交流电并通过所述正弦滤波单元滤波后以给负载供电；所述均压单元用于对所述直流缓冲滤波单元中的多个储能元件进行均压调节，以使得在给所述负载供电时多个所述储能元件的电压均衡，同时为所述负载提供零线以实现均衡的三相四线逆变输出。

在本发明的轴带发电系统中，所述整流单元为轴发整流单元，所述轴发整流单元共用所述发电机的定子电感作为升压电感，且通过控制所述发电机的发电转矩以输出稳定的直流母线电压。

在本发明的轴带发电系统中，还包括：开关切换单元和与所述开关切换单元电性连接的辅助发电机；所述开关切换单元的一端与所述正弦滤波单元连接，另一端与所述负载连接；

其中，当所述轴带发电系统的原动机出现故障时，所述开关切换单元切换至所述辅助发电机；所述辅助发电机通过所述开关切换单元以给所述负载供电；所述辅助发电机还通过所述正弦滤波单元、逆变单元和整流单元控制所述发电机作为电动机使用。

在本发明的轴带发电系统中，所述直流缓冲滤波单元包括第一开关、第一电阻、第一电容和第二电容；所述整流单元的输出端包括第一输出端和第二输出端；

其中，所述第一开关、第一电容和第二电容串联于所述整流单元的第一输出端和第二输出端之间，所述第一电阻与所述第一开关并联。

在本发明的轴带发电系统中，所述均压单元包括第一开关元件、第二开关元件和充放元件；所述第一开关元件和第二开关元件串联于所述整流单元的第一输出端和第二输出端之间；所述充放元件的一端连接于所述第一开关元件和第二开关元件之间，另一端连接在所述第一电容和第二电容之间。

在本发明的轴带发电系统中，所述第一开关元件和第二开关元件均包括开关管，所述整流单元和逆变单元均包括多个所述开关管。

在本发明的轴带发电系统中，所述开关管包括绝缘栅双极型晶体管或MOS管；所述充放元件包括电感或电阻。

在本发明的轴带发电系统中，还包括辅助电源和第二切换开关；所述辅助电源通过所述第二切换开关与所述整流单元连接。

在本发明的轴带发电系统中，还包括电池模组，所述电池模组并联在所述直流母线电压对应的直流母线上；所述整流单元为所述逆变单元提供直流母线电压时为所述电池模组充电。

在本发明的轴带发电系统中，所述发电机包括电励磁同步发电机或永磁同步发电机。