[发明专利]基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法

权利要求书

1.基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法，其特征在于，包括：

在斜坡式重力储能系统的上堆场和下堆场分别铺设带有直线电机初级的轨道，在所有搭载质量块的小车底部装设直线电机的次级感应板；

通过控制所述直线电机工作在回馈制动状态，将所述搭载质量块的小车的动能转换为电能储存于超级电容储能装置中；

当所述搭载质量块的小车需加速至与所述斜坡式重力储能系统的工作段的牵引装置相匹配的速度时，通过控制所述直线电机工作在电动状态，将所述超级电容储能装置中存储的电能转换为搭载质量块的小车动能，实现重力储能系统质量块的能量再利用。

2.如权利要求1所述的基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法，其特征在于：将所述搭载质量块的小车的动能转换为电能的过程包括，

当所述搭载质量块的小车与工作段的牵引装置脱离，并进入上堆场或下堆场铺设的带有直线电机初级的轨道后，所述搭载质量块的小车上装设的直线电机次级感应板将会与轨道上的直线电机初级产生电磁耦合；

通过控制所述直线电机工作在回馈制动状态，将所述搭载质量块的小车上的动能转换为电能储存于超级电容储能装置中；

通过所述直线电机回收的能量可表示为：

其中，W_recycle表示直线电机回收的能量，η表示直线电机回馈制动状态下的工作效率，m表示搭载质量块的小车的质量，v_tra表示搭载质量块的小车脱离工作段的牵引装置后的速度，v_re表示搭载质量块的小车离开直线电机铺设段时剩余的速度，μ表示直线电机铺设段的摩擦系数，g表示斜坡式重力储能系统所在地的重力加速度，L_M表示直线电机回馈制动状态下搭载质量块的小车所行驶的距离。

3.如权利要求1或2所述的基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法，其特征在于：所述直线电机工作在回馈制动状态具体包括，

获取所述搭载质量块的小车脱离工作段的牵引装置后的速度，再降低电机侧变流器频率，使所述电机侧变流器频率始终小于电机频率且直线电机转差率小于零，此时所述直线电机工作于回馈制动状态，所述搭载质量块的小车逐渐减速，开始回收搭载质量块的小车的剩余动能；

所述转差率s的计算包括，

其中，v_s表示电机侧变流器频率即同步速度，v表示搭载质量块的小车的运动速度；

当所述电机侧变流器频率过零点时，检测搭载质量块的小车的速度是否满足设计要求，若满足则电机侧变流器可退出运行，若不满足则控制电机侧变流器进入反接制动状态，使得所述搭载质量块的小车进一步减速或是刹停，确保安全进入上堆场或下堆场。

4.如权利要求3所述的基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法，其特征在于：还包括，

所述直线电机工作在电动状态具体包括回馈制动状态、反接制动状态、能耗制动状态和电动状态；

当所述斜坡式重力储能系统正常工作时，上堆场和下堆场的直线电机工作于回馈制动状态或电动状态；

当需要实现搭载质量块的小车精准平稳制动时，即将到达指定的堆放位置或需精准对位停车时，所述直线电机将工作于能耗制动状态；

当所述斜坡式重力储能系统中出现异常情况，即搭载质量块的小车速度过高或需要紧急停止运行时，所述直线电机将工作于反接制动状态。

5.如权利要求4所述的基于直线电机的重力储能系统质量块能量回收再利用方法，其特征在于：所述搭载质量块的小车的结构包括，

在所述搭载质量块的小车的转向架下方装设直线电机次级感应板，所述次级感应板由导磁基板和导电板组成，所述导电板位于靠近直线电机初级一侧，所述导磁基板在所述导电板的上方，并与搭载质量块的小车的直线电机次级感应板的支撑结构相连。