伍文俊 王思佳 蔡嘉齐

(西安理工大学电气工程学院 西安 710054)

1 引言

随着人类科技的进步，大功率的电力驱动设备越来越多，如起重机、电梯、电动修井机等，这些设备要求供电系统具有更好的电能质量、更可靠的电能供给以及更高的峰值功率[1-4]。大部分提升系统的主电路采用的都是交直交变频方式[5-7]。图1为电动修井机供电结构。前端为不控整流，后端为三相变频驱动系统，制动电阻为能耗制动部分。传统交直交变频系统采用电阻能耗制动吸收变频器回馈的能量，造成了电能的极大浪费。而超级电容因功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优势[8-11]，非常适合应用于提升设备的电控系统中，其通过DC/DC变换器并接在中间直流母线上，作为辅助的能量补充和调节环节[12-13]，既可以实现节能，又可以稳定直流母线的电压。

目前在交直交变频系统驱动部分已有了很多相对成熟的控制。文献[14]将混合储能系统应用于城轨交通中，负载变化时母线电压发生波动，发车间隔小时超级电容优先响应，间隔大时电池优先响应，整个过程将母线电压控制在规定范围内。文献[15]中钻修机系统使用超级电容作为辅助电源。钻修机制动时，直流母线电压升高，当其超过阈值电压时启动电阻制动单元，快速吸收回馈的电能，抑制直流母线电压的升高；当其低于阈值电压时超级电容充电吸收回馈的电能，维持直流母线电压稳定。文献[16]将超级电容储能系统应用于微燃机发电系统中。……