[发明专利]一种电机全电子再生制动能量回收系统

权利要求书

1.一种电机全电子再生制动能量回收系统，包括电机、逆变电路、电源变换电路和储供电路以及调控电路，其特征是：

逆变电路用于在系统处于制动状态时，对电机输送至电源变换电路的电能进行整流处理，在系统处于驱动状态时，对电源变换电路输送至电机的电能进行逆变处理；

电源变换电路由换向开关和开关电源电路组成；换向开关用于切换逆变电路、储供电路与开关电源电路的对接状态，实现对开关电源电路能量变换状态的转换；开关电源电路由单相直流-交流变换电路、变压器、挡位切换开关和整流电路组成；单相直流-交流变换电路用于将系统处于制动状态时从逆变电路输送过来的直流电源或系统处于驱动状态时从储供电路输送过来的直流电源换成频率和占空比可调节的交流电源；变压器用于将从单相直流-交流变换电路输送过来的交流电源进行升压处理；挡位切换开关用于切换变压器的原、副线圈的匝数比，并以此改变变压器的输出电压；整流电路用于将从变压器输出的交流电源转换成直流电源，并在系统处于制动状态时，将直流电源输送至储供电路，在系统处于驱动状态时，将直流电源输送至逆变电路；

储供电路用于在系统处于制动状态时，存储电机通过逆变电路、电源变换电路反馈的电能，在系统处于驱动状态时，通过电源变换电路、逆变电路向电机输送电能；

调控电路由信号检测电路A、B、C和微处理器组成；信号检测电路A用于采集电机定子侧输入/出的电压、电流及频率信号；信号检测电路B用于采集逆变电路的直流输入/出侧的电压与电流信号；信号检测电路C用于采集储供电路输入/出的电压与电流信号；微处理器用于实时采集整车控制系统当前的控制信号及信号检测电路A、B、C反馈的电压、电流及频率信号，从而实现对逆变电路和电源变换电路中各个器件的开关状态的实时控制；

所述电机选用三相永磁电机或单相永磁电机；所述逆变电路选用三相逆变电路或单相逆变电路，逆变电路的每个桥臂均由带有反并联二极管的三极管、MOS管或IGBT管组成，每个桥臂上的三极管、MOS管或IGBT管的开关状态均由微处理器进行实时控制；、

所述换向开关为双刀双掷电子开关或双刀双掷机械开关，换向开关中间的一组静止触头分别连接逆变电路直流侧的正极端和储供电路的正极端，换向开关两侧的两组动态触头通过导线交叉连接，并且其中一侧的一组动态触头分别连接单相直流-交流变换电路直流侧的正极输入端和整流电路直流侧的正极输出端；所述逆变电路直流侧的负极端、储供电路的负极端和单相直流-交流变换电路直流侧的负极输入端以及整流电路直流侧的负极输出端均接地；

所述单相直流-交流变换电路选用单相全桥逆变电路、单相半桥逆变电路、推挽式逆变电路；所述变压器选用高频变压器；所述整流电路选用全波整流电路、半波整流电路；

所述储供电路包括缓冲器和储供装置；缓冲器采用超级电容，作为电能临时存储的储能器，用于在系统处于制动状态时，快速存储电机从逆变电路和电源变换电路输送过来的电能，并将多余的电能向储供装置转移，在系统处于驱动状态时，可快速将存储的电能通过电源变换电路和逆变电路输送至电机，以驱动电机运行；储供装置选用磷酸铁锂电池组、聚合物锂电池组、铅酸电池组、镍氢电池组、锂电池组、太阳能电池组、燃料电池组或电网供电变换设备；

所述微处理器实时接收的整车控制系统当前的控制信号包括整车的车速信号和整车当前所处的前进模式、后退模式、驻车模式的信号以及整车上各个踏板的状态信号。

2.一种电力机车，其特征是：使用上述权利要求1所述的一种电机全电子再生制动能量回收系统。