[发明专利]多边补偿型高功率密度机电能量变换器

摘要

多边补偿型高功率密度机电能量变换器，它涉及电极领域，它解决了现有传统的飞轮储能系统存在的使得发电机输出的电压调整率大，以及直流母线电压由电源决定，不能任意可调，从而限制了系统的应用范围的问题，本发明中所述双绕组混合励磁同步电机是改变了原有的混合励磁同步电机的永磁体，并采用的双绕组结构。双绕组混合励磁同步电机与惯性飞轮同轴相连；双绕组混合励磁同步电机的两套电枢绕组分别为输入绕组和输出绕组，并且分别与逆变器的输出端和整流器的交流输入端相连，它的两个直流励磁绕组串联，再串入整流器输出的直流母线上。它的多边补偿型高功率密度机电能量变换器具有结构简单、可靠性高、电压调整率低、效率高、功率密度大等优点。

主权项

1、多边补偿型高功率密度机电能量变换器，其特征在于它由双绕组混合励磁同步电机(1)、惯性飞轮(3)、逆变器(4)和整流器(5)组成；所述双绕组混合励磁同步电机(1)的定子由机壳(1-1)、电枢铁心(1-2)、两套电枢绕组(1-3)、两个端盖(1-4)、两个导磁环(1-5)和两个直流励磁绕组(1-6)组成；导磁环(1-5)为中间开有环形槽(1-5-1)的环状结构，导磁环(1-5)安装在端盖(1-4)的轴向位置，环形的直流励磁绕组(1-6)嵌放在导磁环(1-5)的环形槽(1-5-1)中；电枢铁心(1-2)与两套电枢绕组(1-3)固定于机壳(1-1)的内表面上；转子由永磁体、导磁轭、导磁端环和转轴(2-6)组成；导磁轭为2p个形状大小相同的扇形体，导磁轭由p个N极导磁轭(2-2)和p个S极导磁轭(2-3)组成，永磁体由2p个切向充磁的永磁体(2-1-1)和2p个平行或径向充磁的永磁体(2-1-2)组成；切向充磁的永磁体(2-1-1)为矩形平板，切向充磁的永磁体(2-1-1)沿圆周方向呈辐射状嵌于N极导磁轭(2-2)和S极导磁轭(2-3)之间，平行或径向充磁的永磁体(2-1-2)设置在N极导磁轭(2-2)和S极导磁轭(2-3)上，每相邻两个主磁极的永磁体的充磁方向相反；导磁轭的N极导磁轭(2-2)和S极导磁轭(2-3)沿圆周方向均匀交替排列；导磁端环为四个圆环体，导磁端环由两个N极导磁端环(2-4)和两个S极导磁端环(2-5)组成；N极导磁端环(2-4)的内径大于S极导磁端环(2-5)的外径；p个N极导磁轭(2-2)的一侧扇形侧面与一个N极导磁端环(2-4)的一个环形侧面相连，p个N极导磁轭(2-2)的另一侧扇形侧面与另一个N极导磁端环(2-4)的一个环形侧面相连；p个S极导磁轭(2-3)的一侧扇形侧面与一个S极导磁端环(2-5)的一个环形侧面相连，p个S极导磁轭(2-3)的另一侧扇形侧面与另一个S极导磁端环(2-5)的一个环形侧面相连；导磁轭的内底面套装于转轴(2-6)的外表面上；N极导磁端环(2-4)的另一个环形侧面与导磁环(1-5)的环形槽(1-5-1)外侧的外环侧面(1-5-2)相对，S极导磁端环(2-5)的另一个环形侧面与导磁环(1-5)的环形槽(1-5-1)外侧的内环侧面(1-5-3)相对，导磁端环与导磁环(1-5)之间有轴向气隙Φ；双绕组混合励磁同步电机(1)与惯性飞轮(3)同轴相连，双绕组混合励磁同步电机(1)的两套电枢绕组(1-3)中一套为输入绕组并且与逆变器(4)的输出端相连，双绕组混合励磁同步电机(1)的两套电枢绕组(1-3)中另一套为输出绕组并且与整流器(5)的交流输入端相连；双绕组混合励磁同步电机(1)的两个直流励磁绕组(1-6)串联，再串入整流器(5)输出的直流母线上。