[实用新型]一种可实现智能节电的逆变装置

说明书

本实用新型提供一种可实现智能节电的逆变装置，包括飞轮、单向轴承、电动机、电源调制器和发电机；电动机和发电机为旋转式，优选外转子结构；电动机由脉冲数字电流控制驱动；飞轮以机械固定方式与发电机的转子同轴心安装，并通过单向轴承与电动机的转子同轴心安装；电源调制器包括开关电路和逻辑模块；逻辑模块内贮有控制程序，其控制端连接开关电路；开关电路的输出端电连接电动机电源端，其输入端电连接直流电源；飞轮优选多层结构、套装发电机外转子及设置整流装置；本实用新型电源逆变波形好，转换效率高。

技术领域

本实用新型涉及电源逆变领域，具体涉及一种可实现智能节电的逆变装置。

背景技术

电源逆变器的常规技术是采用高频电子开关电路制造，使用功能是把直流电变换为交流电，行业通称DC-AC，在光伏发电和储能并网应用广泛；电子逆变器的功率通常受限于元器件，单机功率常规在百千瓦量级，更大功率需要多台并联，为解决多台电子逆变器的交流电输出频率同步，需要增加大型电控设备。

近年来，行业一直尝试用直流电动机附加飞轮驱动发电机旋转发交流电，该电源逆变原理虽更直观，但由于直流电动机转换机械能和发电机转换交流电能都存在客观的转换效率，电能转换效率较低；直至近年脉冲数字电流驱动的旋转电动机技术成熟，这类机电逆变装置的研究重新活跃，由于其供电非连续，转矩大，磁阻尼小，当负载为旋转体时更有利于发挥惯性，节省驱动电能。

机电逆变装置最大的优点是输出波形为正弦波，无高频谐波，并且功率越大越显现技术优势，可在大功率领域弥补高频电子开关电路的设计弱项。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于弥补现有电子逆变器受限于功率元器件的固有缺陷，提供一种通过电动机消耗直流电源而换取飞轮的转矩、进而联动发电机发出正弦波交流电的逆变装置，无高频谐波，电能转换效率高。

为实现上述技术目标，本实用新型提供了一种可实现智能节电的逆变装置，该逆变装置包括飞轮、单向轴承、电动机、电源调制器和发电机；所述的电动机和发电机为旋转式，电动机由脉冲数字电流控制驱动；所述飞轮为固体成形材料制成的大质量转盘，其以机械固定方式与发电机的转子同轴心安装，并通过单向轴承与电动机的转子同轴心安装；电源调制器包括开关电路和逻辑模块；逻辑模块内贮有控制程序，其控制端连接开关电路；开关电路的输出端电连接电动机的电源端，其输入端电连接包括光伏装置、一次电池、二次电池的直流电源。

所由脉冲数字电流控制驱动的旋转电动机，业内简称数控电动机，其驱动特点是非连续的脉冲数字电流，转矩大，磁阻尼小，通过单向轴承同轴心安装的大质量飞轮可进一步发挥其转动惯量，使发电机获得更大转矩；所述飞轮的大质量是相对电动机的转子而言，质量越大越有利于发挥飞轮的转动惯量，但必须以电动机有效驱动飞轮为前提；所述的一次电池例如锌空气电池、铝空气电池，所述的二次电池例如锂电池、锌镍电池、铅酸电池及其串并联组合的储能装置；电源调制器的基础功能是把直流电源转换为适用数控电动机旋转的脉冲电流；商品化的数控电动机系统通常配置有专用的电源调制器(也称控制器)，该类商品化的专用调制器可视为本实用新型所述电源调制器的组成部分，甚至全部。

上述技术方案中，所述电动机的转子和发电机的转子分别位于飞轮转轴方向的两侧。该设计优选是电动机转子、飞轮、发电机转子分别位于不同的旋转平面，飞轮旋转平面的一侧和发电机的外转子同轴心安装，飞轮旋转平面的另一侧通过单向轴承与电动机的转子同轴心安装。

上述技术方案中，所述电动机的转子或/和发电机的转子为外转子式。该设计优选是指电动机转子或/和发电机转子的外部结构特征，而非限定内部结构特征，包括一类内部结构为内转子但通过转轴变形为外转子的设计。

上述技术方案中，所述的飞轮为环状，其内缘套装发电机的外转子。该设计优选是把发电机的外转子作为所述飞轮的旋转轴，可使整体设计更紧凑。

上述技术方案中，所述的飞轮由多层环形固体材料一体化嵌合而成。该设计优选可带来飞轮的多样化设计，包括节省制作大质量飞轮的材料成本。