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[發(fā)明專利]一種開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)變流器拓?fù)浼捌淇刂品椒?/span>在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201710139530.8 申請(qǐng)日: 2017-03-08
公開(公告)號(hào): CN107070334A 公開(公告)日: 2017-08-18
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 孫冠群 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國計(jì)量大學(xué)
主分類號(hào): H02P9/38 分類號(hào): H02P9/38;H02P103/20
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 310018 浙江省*** 國省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 開關(guān) 磁阻 發(fā)電機(jī) 變流器 拓?fù)?/a> 及其 控制 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)變流器拓?fù)洌蓜?lì)磁電源、變流主電路、充電電路、母線電容器、隔離式DC/DC變換器、放電電路組成,其特征是,所述勵(lì)磁電源輸出兩端連接所述變流主電路輸入兩端,勵(lì)磁電源的輸入兩端連接所述充電電路的輸出兩端,變流主電路的輸出兩端跨接所述母線電容器,并且與所述隔離式DC/DC變換器的輸入兩端連接,隔離式DC/DC變換器的輸出兩端連接充電電路的輸入兩端,所述放電電路的兩端中的正極端連接變流主電路輸出正極端,放電電路的負(fù)極端連接變流主電路輸入正極端,勵(lì)磁電源的輸入輸出負(fù)極端、變流主電路的輸入輸出負(fù)極端、充電電路輸出負(fù)極端、母線電容器負(fù)極端、隔離式DC/DC變換器輸入負(fù)極端均短接;

開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)有H個(gè)相繞組,每相繞組分為兩套繞組,并對(duì)稱分別集中繞制于兩個(gè)不同的定子凸極上;H大于二并小于五;

勵(lì)磁電源由蓄電池、第一開關(guān)管組成,所述蓄電池與所述第一開關(guān)管串聯(lián),蓄電池正極連接第一開關(guān)管陽極,第一開關(guān)管陰極和蓄電池負(fù)極分別作為勵(lì)磁電源輸出端正負(fù)極,勵(lì)磁電源的輸入正極端連接蓄電池正極;

變流主電路由H個(gè)相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變流支路并聯(lián)連接組成,每個(gè)所述的變流支路由第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第一電感、第二電感、第一電容器、第二電容器、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管,以及一相繞組組成,所述第一二極管的陽極作為變流主電路輸入正極端,第一二極管的陰極連接所述第一電感一端和所述第二電容器正極,第一電感另一端連接所述第二開關(guān)管陽極和所述第一電容器正極,第二開關(guān)管陰極連接所述第三二極管陽極、所述第五二極管陰極以及所述一相繞組的第一套繞組一端,第五二極管陽極與第二電容器負(fù)極、所述第三開關(guān)管陰極和所述第二電感一端連接,第三二極管陰極連接所述第四二極管陰極和一相繞組的第二套繞組一端,第一套繞組的另一端與第四二極管陽極和所述第二二極管陽極連接,第二二極管陰極與第二套繞組另一端、第三開關(guān)管陽極、所述第四開關(guān)管陽極連接,第一電容器負(fù)極、第二電感另一端連接并作為變流主電路輸入輸出負(fù)極端,第四開關(guān)管陰極作為變流主電路輸出正極端;

充電電路由第五開關(guān)管、第三電感、第六二極管、第七二極管、電阻組成,所述第五開關(guān)管陽極作為充電電路輸入正極端,第五開關(guān)管陰極與所述第六二極管陰極和所述第三電感一端連接,第六二極管陽極作為充電電路輸入輸出負(fù)極端,第三電感另一端與所述電阻一端連接,電阻另一端與所述第七二極管陽極連接,第七二極管陰極作為充電電路輸出正極端;

母線電容器正負(fù)極兩端分別連接變流主電路的輸出正負(fù)極兩端;

隔離式DC/DC變換器的輸入輸出均為直流,電壓大小相等,當(dāng)中具備磁隔離環(huán)節(jié);

放電電路由第六開關(guān)管、第三電容器、第八二極管、泄放器組成,所述第六開關(guān)管的陽極作為充電電路正極,第六開關(guān)管陰極連接所述第三電容器正極,第三電容器負(fù)極連接所述第八二極管陽極,第八二極管陰極作為放電電路負(fù)極,所述泄放器與第三電容器兩端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)變流器拓?fù)涞目刂品椒ǎ涮卣魇牵_關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在即將起動(dòng)發(fā)電時(shí),發(fā)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)后先閉合第一開關(guān)管,其余開關(guān)管全部為斷開狀態(tài),此時(shí)由蓄電池向變流主電路各變流支路的第一電容器和第二電容器進(jìn)行充電工作;

開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在工作中,根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信息,變流主電路投入工作,首先判斷要進(jìn)入工作狀態(tài)的某相繞組之后,該相繞組兩套繞組所在的變流支路開始工作,該變流支路工作期間,其余變流支路中的全部開關(guān)管為斷開狀態(tài),該變流支路的工作分為如下三個(gè)步驟,各步驟中的控制方法同時(shí)如下:

步驟一為勵(lì)磁階段,第二開關(guān)管、第三開關(guān)管閉合導(dǎo)通,第四開關(guān)管斷開;

根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信息和相繞組電流信號(hào),當(dāng)在到達(dá)勵(lì)磁階段最大角度位置之前相繞組電流已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的所需電流值時(shí),直接轉(zhuǎn)入步驟三;否則即在到達(dá)勵(lì)磁階段最大角度位置時(shí)相繞組電流依然沒有達(dá)到所需電流時(shí),進(jìn)入步驟二;

步驟二為續(xù)流階段,斷開第二開關(guān)管,第三開關(guān)管繼續(xù)閉合導(dǎo)通,第四開關(guān)管繼續(xù)是斷開狀態(tài),續(xù)流階段最大角度到來之前檢測(cè)到相電流已達(dá)設(shè)定值,進(jìn)入步驟三,否則到續(xù)流階段最大角度后進(jìn)入步驟三;

步驟三為發(fā)電階段,斷開第二開關(guān)管和第三開關(guān)管,同時(shí)閉合第四開關(guān)管,待根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信息達(dá)到發(fā)電階段最大角度后,斷開第四開關(guān)管,該相繞組的變流支路工作結(jié)束;

檢測(cè)到需要下一相繞組的變流支路工作時(shí),重復(fù)如上步驟;

變流主電路工作期間,當(dāng)出現(xiàn)如下情況之一時(shí),充電電路投入工作:

(1)檢測(cè)到蓄電池兩端電壓低于設(shè)定的下限值,并且母線電容器兩端電壓高于蓄電池兩端電壓;

(2)檢測(cè)到母線電容器兩端電壓超過允許的上限值,同時(shí)蓄電池兩端電壓不高于設(shè)定的上限值;

(3)變流主電路工作中即使投入步驟二的續(xù)流階段,續(xù)流階段結(jié)束前的電流依然不能達(dá)到所需值,同時(shí)檢測(cè)到蓄電池兩端電壓不高于設(shè)定的上限值;

當(dāng)變流主電路已停止工作但母線電容器兩端電壓高于蓄電池兩端電壓,同時(shí)蓄電池兩端電壓不高于設(shè)定的上限值時(shí),充電電路也投入工作;

充電電路開始工作時(shí),即第五開關(guān)管閉合導(dǎo)通,為了保證充電電路輸出電壓及電流滿足需求,即使得充電電壓和電流在蓄電池允許的范圍內(nèi),調(diào)節(jié)第五開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)即占空比實(shí)現(xiàn),占空比的調(diào)節(jié)以滿足蓄電池允許的最大充電電壓和電流為前提,不能滿足時(shí)以充電電路能輸出的最大電壓和電流為要求;

當(dāng)出現(xiàn)如下情況之一時(shí),放電電路投入工作:

(1)蓄電池兩端電壓已達(dá)到上限值,同時(shí)母線電容器兩端電壓超過上限值;

(2)變流主電路工作中即使投入步驟二的續(xù)流階段,續(xù)流階段結(jié)束前的電流依然不能達(dá)到所需值,同時(shí)檢測(cè)到蓄電池兩端電壓已達(dá)到設(shè)定的上限值;

放電電路投入工作即閉合第六開關(guān)管,當(dāng)?shù)谌娙萜鲀啥穗妷撼迺r(shí),與其并聯(lián)的泄放器開關(guān)閉合對(duì)第三電容器泄能,直至第三電容器兩端電壓到最低值時(shí);

當(dāng)工作中出現(xiàn)蓄電池兩端電壓、母線電容器兩端電壓超過一小時(shí)均低于最低限定值時(shí),給予全部開關(guān)管關(guān)斷信號(hào),發(fā)電機(jī)組停機(jī)。

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1、專利原文基于中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

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