CN110635614B - 串联电压补偿型飞轮脉冲发电机*** - Google Patents

串联电压补偿型飞轮脉冲发电机*** Download PDF

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Abstract

一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，属于电机领域。本发明是为了解决现有脉冲发电机的转子上需要有励磁绕组，造成***可靠性和成本高的问题。它的输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接输入电动机的定子绕组引出线，输入电动机的转子和输出发电机的转子同轴旋转，输出发电机的定子绕组引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接输出发电机的定子绕组引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。本发明发电机转子上无绕组，***结构简单、可靠性高。

Description

串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***
技术领域
本发明涉及一种串联电压补偿型的飞轮脉冲发电机***，属于电机领域。
背景技术
飞轮脉冲发电机是利用轴系的大惯量存储能量、同轴电动/发电机实现机电能量转换的一种飞轮储能装置。目前投入应用或正在开发的飞轮储能装置有两种类型：第一种是储能与释能功率等级相当，可用一台电机交替实现电动和发电功能，中小容量的磁悬浮飞轮储能***为这一类型，具有结构紧凑、效率高等特点，一般用作飞轮电池；第二种是储能功率比释能功率小一个数量级以上，由两台电机分别实现电动和发电功能，大容量交流脉冲发电机组为这一类型，以小功率、长时间存储能量，大功率、短时间释放能量，一般用作大容量脉冲电源，可应用于受控核聚变试验、核***模拟、强流粒子束加速器、高功率脉冲激光器、高功率微波、等离子体和电磁发射技术等领域。
常用飞轮脉冲发电机***的结构原理图如图1所示。***的基本工作原理为：当***充电时，由外部电网给***提供能量，经由电力电子器件构成的功率变换器控制并驱动电机，带动飞轮高速旋转，达到并保持在恒定高速运行，以动能的方式储存所需能量，完成从电能到机械能的转换和能量存储。当脉冲负载需要供电时，将高速旋转运行的飞轮当成原动机带动电机发电运行，经过电力电子变换器输出适合脉冲负载的电压与电流，完成能量转换过程。
传统的脉冲发电机组通常采用“电动机—飞轮—发电机”的结构形式。驱动电动机通常采用三相感应电动机，而脉冲发动机通常采用多相隐极同步发电机，电动机与发电机同轴旋转，惯性飞轮安装在发电机转轴上。飞轮和发电机采用刚性联轴器联接，电动机和飞轮采用柔性联接，机组有多个轴承来支撑转子。
但是，该飞轮脉冲发电机组存在如下缺点：
1、整个机组的轴系长、转速低，***的功率密度低、能量密度低、体积重量大；
2、脉冲发电机的转子上有励磁绕组，采用多级旋转整流器励磁，***的可靠性低、成本高，不适合用于移动平台中。
发明内容
本发明目的是为了解决现有脉冲发电机的转子上需要有励磁绕组，造成***可靠性和成本高的问题，提供了一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***。
本发明所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机、输出发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接输入电动机的定子绕组引出线，输入电动机的转子和输出发电机的转子同轴旋转，输出发电机的定子绕组引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接输出发电机的定子绕组引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第二种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机、输出发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
输出发电机的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接输入电动机的定子绕组引出线，输入电动机的转子和输出发电机的转子同轴旋转，输出发电机的第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接输出发电机第一电枢绕组的引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第三种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机、输出发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
输出发电机的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同，第一电枢绕组为星型联结；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接输入电动机的定子绕组引出线，输入电动机的转子和输出发电机的转子同轴旋转，输出发电机的第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接输出发电机第二电枢绕组的一端，输出发电机第二电枢绕组的另一端连接输出发电机第一电枢绕组，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第四种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
电动/发电机的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机第一电枢绕组引出线，电动/发电机第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接电动/发电机第二电枢绕组的引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第五种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
电动/发电机的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机第一电枢绕组引出线，电动/发电机第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接电动/发电机第二电枢绕组的引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第六种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机、输入逆变器、输出整流器和电压调节单元；
电动/发电机的定子上有三套电枢绕组，其中，第二电枢绕组和第三电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元包括交流斩波器、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机第一电枢绕组引出线，电动/发电机第三电枢绕组的引出线连接交流斩波器的输入端，交流斩波器的输出端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接电动/发电机第二电枢绕组的引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制交流斩波器中开关的通断。
本发明还提供了第七种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机和输出发电机、输入逆变器、输出整流器和电压切换单元；
电压切换单元包括N组交流开关、串联变压器和电压控制器；
输入逆变器的输入端连接电源，输出端连接输入电动机的定子绕组引出线，输入电动机的转子和输出发电机的转子同轴旋转，输出发电机的定子绕组上有N组抽头，每组抽头连接一组交流开关的一端，交流开关的另一端连接串联变压器的一次绕组，串联变压器二次绕组的一端连接输出发电机的定子绕组引出线，串联变压器二次绕组的另一端连接输出整流器的交流输入端，输出整流器的交流输出端连接负载，电压控制器控制N组交流开关的通断。
根据本发明第一、二、三或七种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，所述脉冲发电机***还包括惯性飞轮，惯性飞轮套装在输出发电机转子的外圆上，或与输出发电机转子同轴相连。
根据本发明第二或三种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，输出发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
根据本发明第四或五种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，所述电动/发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
本发明的优点：
1、可将飞轮与转子合二为一，机组轴系短、功率密度和能量密度高，***体积小、重量轻、成本低；能够实现电动/发电一体化；
2、不需要对发电机进行励磁控制，发电机转子上无绕组，***结构简单、可靠性高，寿命长；
3、此外，还有如下优点：
放电时的输出电压不受充电时的输入电压限制，可任意设计，适用于大功率、高电压、脉冲输出场合的应用；
***输出电压可以调节，可适用于需要多个电压等级的场合；
脉冲发电机***充电与放电可同时进行，提高了***的功率密度与能量密度。
本发明提出的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，通过采用电动机动能输入、发电机电能输出，实现储能***的能量存储、输入与输出的分离与隔离；同时，利用串联电压补偿单元，实现了储能***的输出电压调节，提高了应用的灵活性与可靠性。
本发明提出的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，具有输出功率密度大、能量密度高以及输出电压可调等特点，可用作大容量脉冲电源，在核聚变试验、等离子体和电磁发射等领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1是现有的飞轮脉冲发电机***原理图；
图2是本发明采用飞轮脉冲发电机时电机机械连接示意图；
图3是具体实施方式一所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图4是具体实施方式一中电压调节单元的结构示意图；
图5是具体实施方式二所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图6是具体实施方式二中电压调节单元的结构示意图；
图7是具体实施方式三所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图8是具体实施方式三中电压调节单元的结构示意图；
图9是具体实施方式四所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图10是具体实施方式四中电压调节单元的结构示意图；
图11是具体实施方式五所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图12是具体实施方式五中电压调节单元的结构示意图；
图13是具体实施方式六所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图14是具体实施方式六中电压调节单元的结构示意图；
图15是具体实施方式七所述串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***的结构示意图；
图16是具体实施方式七中电压切换单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机10-1、输出发电机10-2、输入逆变器11、输出整流器12和电压调节单元13；
电压调节单元13包括交流斩波器13-1、串联变压器13-2和电压控制器13-3；
输入逆变器11的输入端连接电源，输出端连接输入电动机10-1的定子绕组引出线，输入电动机10-1的转子和输出发电机10-2的转子同轴旋转，输出发电机10-2的定子绕组引出线连接交流斩波器13-1的输入端，交流斩波器13-1的输出端连接串联变压器13-2的一次绕组，串联变压器13-2二次绕组的一端连接输出发电机10-2的定子绕组引出线，串联变压器13-2二次绕组的另一端连接输出整流器12的交流输入端，输出整流器12的交流输出端连接负载，电压控制器13-3控制交流斩波器13-1中开关的通断。
进一步的，串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***还包括惯性飞轮，惯性飞轮套装在输出发电机转子的外圆上，或与输出发电机转子同轴相连。
进一步的，所述输出发电机为磁场结构或轴向磁场结构的多相永磁同步电机。
具体实施方式二：下面结合图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机20-1、输出发电机20-2、输入逆变器21、输出整流器22和电压调节单元23；
输出发电机20-2的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元23包括交流斩波器23-1、串联变压器23-2和电压控制器23-3；
输入逆变器21的输入端连接电源，输出端连接输入电动机20-1的定子绕组引出线，输入电动机20-1的转子和输出发电机20-2的转子同轴旋转，输出发电机20-2的第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器23-1的输入端，交流斩波器23-1的输出端连接串联变压器23-2的一次绕组，串联变压器23-2二次绕组的一端连接输出发电机20-2第一电枢绕组的引出线，串联变压器23-2二次绕组的另一端连接输出整流器22的交流输入端，输出整流器22的交流输出端连接负载，电压控制器23-3控制交流斩波器23-1中开关的通断。
进一步的，输出发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
进一步的，所述输出发电机为磁场结构或轴向磁场结构的多相永磁同步电机。
具体实施方式三：下面结合图2、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机30-1、输出发电机30-2、输入逆变器31、输出整流器32和电压调节单元33；
输出发电机30-2的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同，第一电枢绕组为星型联结；
电压调节单元33包括交流斩波器33-1、串联变压器33-2和电压控制器33-3；
输入逆变器31的输入端连接电源，输出端连接输入电动机30-1的定子绕组引出线，输入电动机30-1的转子和输出发电机30-2的转子同轴旋转，输出发电机30-2的第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器33-1的输入端，交流斩波器33-1的输出端连接串联变压器33-2的一次绕组，串联变压器33-2二次绕组的一端连接输出发电机30-2第二电枢绕组的一端，输出发电机30-2第二电枢绕组的另一端连接输出发电机30-2第一电枢绕组，串联变压器33-2二次绕组的另一端连接输出整流器32的交流输入端，输出整流器32的交流输出端连接负载，电压控制器33-3控制交流斩波器33-1中开关的通断。
进一步的，串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***还包括惯性飞轮，惯性飞轮套装在输出发电机转子的外圆上，或与输出发电机转子同轴相连。
进一步的，输出发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
进一步的，所述输出发电机为磁场结构或轴向磁场结构的多相永磁同步电机。
具体实施方式四：下面结合图2、图9和图10说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机40、输入逆变器41、输出整流器42和电压调节单元43；
电动/发电机40的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元43包括交流斩波器43-1、串联变压器43-2和电压控制器43-3；
输入逆变器41的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机40第一电枢绕组引出线，电动/发电机40第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器43-1的输入端，交流斩波器43-1的输出端连接串联变压器43-2的一次绕组，串联变压器43-2二次绕组的一端连接电动/发电机40第二电枢绕组的引出线，串联变压器43-2二次绕组的另一端连接输出整流器42的交流输入端，输出整流器42的交流输出端连接负载，电压控制器43-3控制交流斩波器43-1中开关的通断。
进一步的，电动/发电机40定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
具体实施方式五：下面结合图2、图11和图12说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机50、输入逆变器51、输出整流器52和电压调节单元53；
电动/发电机50的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元53包括交流斩波器53-1、串联变压器53-2和电压控制器53-3；
输入逆变器51的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机50第一电枢绕组引出线，电动/发电机50第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器53-1的输入端，交流斩波器53-1的输出端连接串联变压器53-2的一次绕组，串联变压器53-2二次绕组的一端连接电动/发电机50第二电枢绕组的引出线，串联变压器53-2二次绕组的另一端连接输出整流器52的交流输入端，输出整流器52的交流输出端连接负载，电压控制器53-3控制交流斩波器53-1中开关的通断。
进一步的，电动/发电机50定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
具体实施方式六：下面结合图2、图13和图14说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机60、输入逆变器61、输出整流器62和电压调节单元63；
电动/发电机60的定子上有三套电枢绕组，其中，第二电枢绕组和第三电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元63包括交流斩波器63-1、串联变压器63-2和电压控制器63-3；
输入逆变器61的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机60第一电枢绕组引出线，电动/发电机60第三电枢绕组的引出线连接交流斩波器63-1的输入端，交流斩波器63-1的输出端连接串联变压器63-2的一次绕组，串联变压器63-2二次绕组的一端连接电动/发电机60第二电枢绕组的引出线，串联变压器63-2二次绕组的另一端连接输出整流器62的交流输入端，输出整流器62的交流输出端连接负载，电压控制器63-3控制交流斩波器63-1中开关的通断。
具体实施方式七：下面结合图2、图15和图16说明本实施方式，本实施方式所述一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机70-1和输出发电机70-2、输入逆变器71、输出整流器72和电压切换单元73；
电压切换单元73包括N组交流开关73-1、串联变压器73-2和电压控制器73-3；
输入逆变器71的输入端连接电源，输出端连接输入电动机70-1的定子绕组引出线，输入电动机70-1的转子和输出发电机70-2的转子同轴旋转，输出发电机70-2的定子绕组上有N组抽头，每组抽头连接一组交流开关73-1的一端，交流开关73-1的另一端连接串联变压器73-2的一次绕组，串联变压器73-2二次绕组的一端连接输出发电机70-2的定子绕组引出线，串联变压器73-2二次绕组的另一端连接输出整流器72的交流输入端，输出整流器72的交流输出端连接负载，电压控制器73-3控制N组交流开关73-1的通断。
进一步的，输出发电机70-2还包括惯性飞轮，惯性飞轮套装在输出发电机转子的外圆上，或与输出发电机转子同轴相连。
进一步的，所述输出发电机为磁场结构或轴向磁场结构的多相永磁同步电机。
本发明四个实施方式中所述的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，当输出发电机转子惯量足够大时，可以省略惯性飞轮。由此使飞轮与转子合二为一，机组轴系短，功率密度和能量密度高。
本发明***在放电阶段所需能量：
W1＝Pt，
其中，W1为***发电阶段所需的能量，P为***放电功率，t为***发电时间。
转子在***发电阶段释放的能量W2为：
Figure BDA0002209466760000091
其中J为电机转子转动惯量，ωmax为***发电阶段最大转速时对应角速度，ωmin为***发电阶段最小转速时对应角速度。
***转子转动惯量Jr为：
Figure BDA0002209466760000092
式中mr为电机转子质量，D2为转子外径。
***中飞轮的作用是利用大惯量旋转飞轮存储的动能，为***发电阶段提供能量。由于转子本身具有转动惯量，当W2>W1时，***中电机转子转动惯量满足***发电阶段要求，可以实现飞轮与转子一体化设计，此种情况，可不需要设计额外的飞轮。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机（10-1）、输出发电机（10-2）、输入逆变器（11）、输出整流器（12）和电压调节单元（13）；
电压调节单元（13）包括交流斩波器（13-1）、串联变压器（13-2）和电压控制器（13-3）；
输入逆变器（11）的输入端连接电源，输出端连接输入电动机（10-1）的定子绕组引出线，输入电动机（10-1）的转子和输出发电机（10-2）的转子同轴旋转，输出发电机（10-2）的定子绕组引出线连接交流斩波器（13-1）的输入端，交流斩波器（13-1）的输出端连接串联变压器（13-2）的一次绕组，串联变压器（13-2）二次绕组的一端连接输出发电机（10-2）的定子绕组引出线，串联变压器（13-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（12）的交流输入端，输出整流器（12）的交流输出端连接负载，电压控制器（13-3）控制交流斩波器（13-1）中开关的通断。
2.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机（20-1）、输出发电机（20-2）、输入逆变器（21）、输出整流器（22）和电压调节单元（23）；
输出发电机（20-2）的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元（23）包括交流斩波器（23-1）、串联变压器（23-2）和电压控制器（23-3）；
输入逆变器（21）的输入端连接电源，输出端连接输入电动机（20-1）的定子绕组引出线，输入电动机（20-1）的转子和输出发电机（20-2）的转子同轴旋转，输出发电机（20-2）的第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器（23-1）的输入端，交流斩波器（23-1）的输出端连接串联变压器（23-2）的一次绕组，串联变压器（23-2）二次绕组的一端连接输出发电机（20-2）第一电枢绕组的引出线，串联变压器（23-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（22）的交流输入端，输出整流器（22）的交流输出端连接负载，电压控制器（23-3）控制交流斩波器（23-1）中开关的通断。
3.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机（30-1）、输出发电机（30-2）、输入逆变器（31）、输出整流器（32）和电压调节单元（33）；
输出发电机（30-2）的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同，第一电枢绕组为星型联结；
电压调节单元（33）包括交流斩波器（33-1）、串联变压器（33-2）和电压控制器（33-3）；
输入逆变器（31）的输入端连接电源，输出端连接输入电动机（30-1）的定子绕组引出线，输入电动机（30-1）的转子和输出发电机（30-2）的转子同轴旋转，输出发电机（30-2）的第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器（33-1）的输入端，交流斩波器（33-1）的输出端连接串联变压器（33-2）的一次绕组，串联变压器（33-2）二次绕组的一端连接输出发电机（30-2）第二电枢绕组的一端，输出发电机（30-2）第二电枢绕组的另一端连接输出发电机（30-2）第一电枢绕组，串联变压器（33-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（32）的交流输入端，输出整流器（32）的交流输出端连接负载，电压控制器（33-3）控制交流斩波器（33-1）中开关的通断。
4.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机（40）、输入逆变器（41）、输出整流器（42）和电压调节单元（43）；
电动/发电机（40）的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元（43）包括交流斩波器（43-1）、串联变压器（43-2）和电压控制器（43-3）；
输入逆变器（41）的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机（40）第一电枢绕组引出线，电动/发电机（40）第二电枢绕组的引出线连接交流斩波器（43-1）的输入端，交流斩波器（43-1）的输出端连接串联变压器（43-2）的一次绕组，串联变压器（43-2）二次绕组的一端连接电动/发电机（40）第二电枢绕组的引出线，串联变压器（43-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（42）的交流输入端，输出整流器（42）的交流输出端连接负载，电压控制器（43-3）控制交流斩波器（43-1）中开关的通断。
5.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机（50）、输入逆变器（51）、输出整流器（52）和电压调节单元（53）；
电动/发电机（50）的定子上有两套电枢绕组，两套电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元（53）包括交流斩波器（53-1）、串联变压器（53-2）和电压控制器（53-3）；
输入逆变器（51）的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机（50）第一电枢绕组引出线，电动/发电机（50）第一电枢绕组的引出线连接交流斩波器（53-1）的输入端，交流斩波器（53-1）的输出端连接串联变压器（53-2）的一次绕组，串联变压器（53-2）二次绕组的一端连接电动/发电机（50）第二电枢绕组的引出线，串联变压器（53-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（52）的交流输入端，输出整流器（52）的交流输出端连接负载，电压控制器（53-3）控制交流斩波器（53-1）中开关的通断。
6.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括电动/发电机（60）、输入逆变器（61）、输出整流器（62）和电压调节单元（63）；
电动/发电机（60）的定子上有三套电枢绕组，其中，第二电枢绕组和第三电枢绕组对应相的相位相同；
电压调节单元（63）包括交流斩波器（63-1）、串联变压器（63-2）和电压控制器（63-3）；
输入逆变器（61）的输入端连接电源，输出端连接电动/发电机（60）第一电枢绕组引出线，电动/发电机（60）第三电枢绕组的引出线连接交流斩波器（63-1）的输入端，交流斩波器（63-1）的输出端连接串联变压器（63-2）的一次绕组，串联变压器（63-2）二次绕组的一端连接电动/发电机（60）第二电枢绕组的引出线，串联变压器（63-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（62）的交流输入端，输出整流器（62）的交流输出端连接负载，电压控制器（63-3）控制交流斩波器（63-1）中开关的通断。
7.一种串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，包括输入电动机（70-1）和输出发电机（70-2）、输入逆变器（71）、输出整流器（72）和电压切换单元（73）；
电压切换单元（73）包括N组交流开关（73-1）、串联变压器（73-2）和电压控制器（73-3）；
输入逆变器（71）的输入端连接电源，输出端连接输入电动机（70-1）的定子绕组引出线，输入电动机（70-1）的转子和输出发电机（70-2）的转子同轴旋转，输出发电机（70-2）的定子绕组上有N组抽头，每组抽头连接一组交流开关（73-1）的一端，交流开关（73-1）的另一端连接串联变压器（73-2）的一次绕组，串联变压器（73-2）二次绕组的一端连接输出发电机（70-2）的定子绕组引出线，串联变压器（73-2）二次绕组的另一端连接输出整流器（72）的交流输入端，输出整流器（72）的交流输出端连接负载，电压控制器（73-3）控制N组交流开关（73-1）的通断。
8.根据权利要求1、2、3、7中任一项的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，其特征在于，所述脉冲发电机***还包括惯性飞轮，惯性飞轮套装在输出发电机转子的外圆上，或与输出发电机转子同轴相连。
9.根据权利要求2或3中任一项的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，其特征在于，输出发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
10.根据权利要求4或5中任一项的串联电压补偿型飞轮脉冲发电机***，其特征在于，所述电动/发电机定子上的两套电枢绕组设置在一个定子铁心内，或分别设置在轴向两段不同的定子铁心内。
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