[发明专利]惯性储能直线电磁加速系统

说明书

本发明的惯性储能直线电磁加速系统涉及一种电机，目的是为了克服现有直线电磁加速系统的功率变换器及切换开关的容量大、体积大、可靠性差以及增加能量传递过程中的损耗的问题，包括一个惯性储能飞轮脉冲发电机、一个直线感应电机和一个切换开关单元；惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组的数量为1套；直线感应电机的初级沿运动方向分为n段；n为正整数；每段初级上均设有一个初级功率绕组；惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组通过切换开关单元同时与直线感应电机的各段初级的初级功率绕组电气连接。

技术领域

本发明涉及一种电机，具体涉及一种通过将高速旋转的运动动能向脉冲型直线运动动能转换的加速系统。

背景技术

在磁悬浮交通领域大功率冲击测试平台、电磁加速撞击试验、航空航天器助推加速、海陆快速移动设备助推加速等应用场合，不仅需要直线加速系统能够在从数秒到数十秒的时间内提供大功率脉冲能量，还需要驱动负载瞬时完成高加速度直线运动。通常此类系统包括大功率储能装置、脉冲型功率变换器、大推力直线电机等。

航空母舰的舰载机直线电磁弹射系统是一种典型的直线电磁加速系统，如图2所示，该系统主要由弹射直线电动机、电能存储装置和功率变换器构成，它将利用由直线电机产生的行进电磁力推动飞机达到起飞速度，其主要应用是大载荷的短程加速，运行工况的显著特点就是时间短、功率大。电能存储技术是电磁弹射系统关键技术之一，通常采用超级电容器、蓄电池、惯性飞轮等作为能量存储装置，其共同特点是存储能量有限，输出功率有限，区别于无限大电网供电，属于有限能源系统，有限能源系统典型的运行特点是充电时间长、放电时间短、输出峰值功率大，因而要求其具有高的功率密度；同时，弹射系统需要全功率的半导体功率变换器将直流电能转换为交流电能来驱动弹射直线电动机，弹射直线电动机的气隙长度大、功率因数低。因此，功率变换器及切换开关的容量大、体积大、成本高、可靠性差，同时也增加了能量传递过程中的损耗，而且，大容量的功率变换器斩波频率低、输出电流谐波分量大，使得直线电动机的效率低、振动大、噪声高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有直线电磁加速系统的功率变换器及切换开关的容量大、体积大、可靠性差以及增加能量传递过程中的损耗的问题，提供了一种惯性储能直线电磁加速系统。

本发明的惯性储能直线电磁加速系统，包括一个惯性储能飞轮脉冲发电机、一个直线感应电机和一个切换开关单元；

惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组的数量为1套；

直线感应电机的初级沿运动方向分为n段；n为正整数；

每段初级上均设有一个初级功率绕组；

惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组通过切换开关单元同时与直线感应电机的各段初级的初级功率绕组电气连接。

本发明的惯性储能直线电磁加速系统，包括多个惯性储能飞轮脉冲发电机、一个直线感应电机和一个切换开关单元；

每个惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组的数量均为1套；

直线感应电机的初级沿运动方向分为n段；n为正整数；

每段初级上均设有一个初级功率绕组；

各惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组分别通过切换开关单元与直线感应电机的各段初级的初级功率绕组电气连接。

本发明的惯性储能直线电磁加速系统，包括一个惯性储能飞轮脉冲发电机、一个直线感应电机和一个切换开关单元；

惯性储能飞轮脉冲发电机的输出功率绕组的数量为k套；

直线感应电机的初级沿运动方向分为nk段；n和k均为正整数；

每段初级上均设有一个初级功率绕组；