[發明專利]一種用于飛輪儲能裝置的IPM系統

有效

• 申請號: 201910851117.3
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110752703B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李海超;王聰;謝洪生;程祥;王世國;鄭琦
• 申請（專利權）人: 沈陽微控新能源技術有限公司
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02M1/092;H05K7/20
• 代理公司: 深圳國新南方知識產權代理有限公司 44374
• 代理人: 李小東

本發明涉及電力電子控制技術領域，具體涉及一種用于飛輪儲能裝置的IPM系統。該IPM系統與飛輪儲能裝置連接，適用于1500V的地鐵軌道以及200KW的飛輪儲能裝置。該IPM系統包括：信號發生模塊、I/O接口模塊、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一IGBT模塊以及第二IGBT模塊，信號發生模塊產生并輸出雙脈沖信號，I/O接口模塊將接收到的脈沖信號轉換為電平信號，并將電平信號傳輸給雙驅動模塊，雙驅動模塊通過接收到的電平信號，執行相應的IGBT模塊關斷或打開動作。通過上述方式，在大功率的工作模式下，采用雙驅動工作模式和雙IGBT模塊并聯的工作方式，大大提高了IPM系統輸入信號的穩定性和準確性，同時提高了IPM系統的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及電力電子控制技術領域，具體涉及一種用于飛輪儲能裝置的IPM系統。

背景技術

城市軌道交通作為大容量、高效率的城市客運系統，因其方便快捷、對環境污染低的優勢，成為解決大城市交通問題的理想方式，近年來在我國發展十分迅速。軌道車輛制動時會產生大量的再生制動能量，由于技術限制，目前大部分線路采用電阻耗能的方式將再生制動能量消耗掉，既不節能，又加重了散熱系統的負擔。

飛輪儲能裝置具有能量密度高，節能效果好，無污染，工作年限長等優點，其主要通過高性能飛輪電機將電能轉化為飛輪圓盤的機械能以完成軌道交通再生制動能量吸收利用工作。IPM(電力電子轉換裝置)是飛輪儲能裝置的控制系統的重要組成部分，需要設計合理的變流器以及控制策略來控制飛輪電機運行，最終完成系統能量轉換。儲能模式下，外部電能通過電力電子轉換裝置供給飛輪電機；放電時，則需要電力電子轉換裝置將能量轉化為符合要求的電能。所以，在1500V、200KW的大功率的工作模式下，對于設備安全運行以及故障保護的要求尤其重要，在控制信號的采集及處理的準確性以及穩定性上有很高的要求，同時，因為IPM體積小，結構緊湊，局部的發熱現象非常嚴重，IPM內部溫度過高，對IPM的電氣、機械腐蝕等各方面都會造成影響，甚至則會導致IPM失效。

鑒于此，克服以上現有技術中的缺陷，提供一種新的用于飛輪儲能裝置的IPM系統成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述缺陷，提供一種用于飛輪儲能裝置的IPM系統。

本發明的目的可通過以下的技術措施來實現：

本發明的實施例提供了一種用于飛輪儲能裝置的IPM系統，該IPM系統與所述飛輪儲能裝置連接，該IPM系統包括：信號發生模塊、I/O接口模塊、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一IGBT模塊以及第二IGBT模塊，所述I/O接口模塊與所述信號發生模塊連接，所述第一驅動模塊分別與所述I/O接口模塊、所述第一IGBT模塊的輸入端連接，所述第二驅動模塊分別與所述I/O接口模塊、所述第二IGBT模塊的輸入端連接，所述第一IGBT模塊的輸出端與所述飛輪儲能裝置連接，所述第二IGBT模塊的輸出端與所述飛輪儲能裝置連接；

所述信號發生模塊用于產生第一脈沖信號和第二脈沖信號，所述I/O接口模塊用于將所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號分別轉換成第一電平信號和第二電平信號，所述第一驅動模塊根據所述第一電平信號和第二電平信號控制所述第一IGBT模塊進行關斷或打開，同時，所述第二驅動模塊根據所述第一電平信號和第二電平信號控制所述第二IGBT模塊進行關斷或打開，當所述第一IGBT模塊和所述第二IGBT模塊處于打開狀態，所述第一IGBT模塊和所述第二IGBT模塊分別輸出第一驅動電流和第二驅動電流給所述飛輪儲能裝置。

根據本發明的一個實施例，該IPM系統還包括：第一均流電抗和第二均流電抗，所述第一均流電抗的輸入端與所述第一IGBT模塊的輸出端連接，所述第二均流電抗的輸入端與所述第二IGBT模塊的輸出端連接，所述第一均流電抗和第二均流電抗共用一個與所述飛輪儲能裝置連接的輸出端。