一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于節能、儲能技術領域，涉及一種節能裝置，具體說是一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置。
【背景技術】
[0002]目前交流電動機的變頻器驅動，在裝卸貨物和循環往復運動時，交流變頻電機始終處在發電和用電狀態，在發電狀態時多采用制動電阻進行能耗制動。為節約能源采用電容儲能方式將發電狀態的能量進行存儲，當電機切換到用電狀態時將存儲的能量反饋到直流母線上給電機提供電能，這樣就減少了從電網吸收的能量，達到節能的目的。這樣的應用屬于瞬時儲能，對電容來說是瞬時充放電，因此，采用超級電容器儲能最有效。目前，常用的電機能耗制動節能儲能裝置如圖2所示。
[0003]超級電容器是一種利用雙電層原理直接儲存電能的器件，是介于傳統物理電容器和電池特性之間的一種新型儲能器件，與傳統的電解電容器相比，超級電容器的儲能密度高、漏電流小、充電時間短、循環使用壽命長，而且其適用的溫度范圍也寬，是一種健康綠色環保型儲能器件，近年來，作為瞬時、高功率儲能器件已在電力機車、備用電源領域得到廣泛應用。
[0004]但是，超級電容價格昂貴，而且超級電容器的單體電壓比較低，不能滿足應用工況的電壓需求，通常需要將多個單體超級電容器串并聯成電容器組使用，這就使超級電容器的使用成本很高，在電機能耗制動節能儲能這類小規模的節電應用中，難于從節電的收益中短時間收回投入成本。
【發明內容】
[0005]本實用新型為現有技術存在的上述問題，提供一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置，減少超級電容器的使用數量，提高超級電容儲能效率，降低節能成本。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置，包括電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特征在于，所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。
[0008]對上述技術方案的改進:所述的超級電容器組包括串、并聯著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
[0009]本實用新型與現有技術相比的優點和積極效果是:
[0010]本實用新型通過改變超級電容器組和DC/DC變流器的連接方式，降低了超級電容器組的充電電壓，減少了超級電容器的使用數量，提高了電容利用率，降低了節能成本。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置的電路原理圖；
[0012]圖2是現有技術的電機能耗制動節能儲能裝置的電路原理圖。
[0013]圖中:1-電機、2-變頻器、3-直流母線、4-DC/DC變流器、5_超級電容器組、6-制動單元、7-制動電阻。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:
[0015]參見圖1，本實用新型一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置的實施例，包括電機1、變頻器2、直流母線3、DC/DC變流器4、超級電容器組5、制動單元6、制動電阻7，DC/DC變流器4的一端連接到直流母線3的一端，DC/DC變流器4的另一端連接到超級電容器組5的一端，超級電容器組5的另一端連接直流母線3的另一端。
[0016]上述的超級電容器組5包括串、并聯著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
[0017]當供電電壓為交流三相(RST)380v時，通常直流母線3的電壓為540Vdc，當電機I制動時，直流母線3電壓Ud>540VDC，在圖2所示的現有技術中，通過DC/DC變流器4給超級電容器組5進行并聯充電，這樣就要求超級電容器組耐壓在500Vdc左右，而超級電容器的耐壓值只有2.5—2.7V，所以要串聯的電容器數量很大。另外，根據電機容量以及負載下降產生的電能大小來決定并聯電容的數量。當電機I工作時，超級電容器組5放電，通過DC/DC變流器4反饋到直流母線3，由于DC/DC變流器的BOOST升壓回路能使放電的最低電壓為300Vdc，也即電容的利用率只達到40%{( 500-300 )/500 }。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供的節能儲能裝置中:
[0019]直流母線3的電壓Ud= DC/DC變流器電壓Ub+超級電容器組電壓Uc
[0020]當電機I制動時，直流母線3的電壓Ud>540Vdc;而制動單元6的門坎電壓為670Vdc，也即直流母線3的電壓Ud最高為670Vdc，這時DC/DC變流器4提供一個基準電壓Ub=540Vdc。所以，超級電容器組5的最高充電電壓為:
[0021 ] Uc=Udmax-540=670-540=l 30Vdc
[0022]也就是說，超級電容器組5的耐壓要求由500 Vdc左右降為130Vdc，這樣，超級電容器5中的單體超級電容器個數就會減少。當電機I工作時，超級電容器組5放電，由于DC/DC變流器電壓Ub+超級電容器組電壓Uc疊加電壓高于母線3電壓，所以逆變器從電容器中獲取能量。由于DC/DC變流器提供了 540Vdc基準電壓使得電容利用率達到幾乎100%，也即電容利用率提高了 150%，從而提高了儲能效率，提高了節電率、降低了超級電容器成本。
[0023]當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發明的實質范圍內所作出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置，包括電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特征在于，所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。2.按照權利要求1所述的一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置，其特征在于，所述的超級電容器組包括串、并聯著的若干個單體超級電容器和均壓裝置。
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于超級電容器的電機能耗制動節能儲能裝置，包括:電機、變頻器、直流母線、DC/DC變流器、超級電容器組、制動單元、制動電阻，其特點是：所述的DC/DC變流器的一端連接到所述直流母線的一端，所述DC/DC變流器的另一端連接到所述超級電容器組的一端，所述超級電容器組的另一端連接所述直流母線的另一端。通過改變超級電容器組和DC/DC變流器的連接方式，降低了超級電容器組的充電電壓，減少了超級電容器的使用數量，提高了電容利用率，降低了節能成本。
【IPC分類】H02P3/24, H02J7/34
【公開號】CN205355909
【申請號】CN201521122656
【發明人】王志強, 杜繁榮, 王 鋒, 孫啟康
【申請人】青島匯智智能系統工程有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月31日