[实用新型]数控全速储能-换能装置

说明书

本实用新型涉及一种全数控电力拖动及发电的动力装置，特别涉及一种可根据随机条件的不同而实时改变为电力驱动状态或电能储存、转换状态的新型电机及其控制装置。

汽车工业是当代世界上充满竞争的重要产业。现在，每年世界各国有数千万辆汽车投入商品市场，这些汽车造成的环境污染已严重影响人类生态环境，其中尤对大城市影响为甚。目前，许多大汽车公司都在研制性能优良、环境污染少的新型汽车。一个重要的发展方向是利用蓄电池储存的化学能作为能源驱动的电动汽车，从94年起将有个别厂商小批量投产于市场。但是，由于电动汽车售价昂贵，约比普通汽车贵出2倍以上，且汽车用蓄电池也是售价贵，寿命短，使这种电动汽车还很少有人问津。据悉，美国克莱斯勒公司已经推出用“飞轮电瓶”的惯性储能思想设计的电动汽车样机，由于在惯性储能器与驱动对象之间仍然采用简单耦合，能量与速度之间的匹配关系很难合理协调，使得早期曾被利用过的飞轮储能驱动方式中存在的储能容量小、系统装置笨重、能量转换利用率低及速度范围小的弊病仍然没有得到妥善的解决。

本实用新型的目的是提供一种数控全速储能——换能装置，用于作为汽车、船舶、起重设备等机械设备的新型动力装置。

本实用新型是由两台其转子外缘装有稀土永磁材料制成多个磁极的稀土全速同步电机、惯性飞轮、蓄电池与数字控制装置组成的，其中一台作为主驱动器的电机的输出轴通过连轴器与汽车的分动箱相连接，其定子线圈外接有双向可变频逆变器，该逆变器通过电源插头与供电网相连，并通过直流汇流排分别与蓄电池和与另一台作为储能/换能器的稀土全速同步电机的定子线圈外接的双向可变频逆变器相连接，其特征在于：该储能/换能器电机的转轴上装有一个密封在真空壳体里的惯性飞轮，有对这两个双向可变频逆变器进行数字控制的可编程控制器。

本实用新型是在申请人的专利技术《全数控电力/动力装置》(CN93200001.0)基础上的再创造。该专利实质上就是一种可以进行实时控制的可逆换能器，即可以根据可编程控制器输出的指令，实时命令稀土同步电机在全速度复盖范围内处于能量输入状态(发电——贮能)或能量输出状态(驱动——运行)，即该专利是一种以电子、信息技术为基础的三端可逆换能装置。本实用新型就是利用这种可逆换能装置的技术，首先将能在高速下运转的全速稀土同步电机与惯性飞轮结合，构成一个新型的高速物理储能/换能器，再将由全速稀土同步电机、双向可变频逆变器及可编程控制器组成一个可以不受速度匹配制约、低损耗的数控能量转换器，即可以在机械能与电能之间进行相互高效转换的设备，来解决已经存在多年的物理储能器不能与驱动负载简单耦合、实现硬传动的关键障碍，再辅以化学储能的蓄电池，就可以把上述物理储能器的能量高效、低耗地转换成可以随机变化的驱动动力。此外，由于采用物理储能，可以不增加器械重量；与常规汽车相比较，可以不装备油箱，将原来油箱所占用的空间和重量都开发为新的用途。这种储能方式，动力结构简单，大批生产后，其造价可与常规汽车相竞争。由于采用交流电网作为本实用新型的能源，而电网的电费价格远较同等效能的汽油低廉，因而在动力费用的支出上也比常规汽车要节省、有利。总之，本实用新型是一种由传统物理储能器与数控换能器为主构成的新型动力装备，为研制无污染的汽车提供了比较理想而实用的新型动力设备。

图1是本实用新型的结构组成原理图。

图2是本实用新型中的物理储能器/换能器结构示意图。