[發明專利]自強化自充電他勵開關磁阻發電機變流器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710273133.X
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107046385B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02P9/38
• 分類號: H02P9/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.自強化自充電他勵開關磁阻發電機變流器，由變流主電路、勵磁電源、發電二極管、母線電容器、充電主電路組成，其特征是，所述變流主電路輸入兩端連接所述勵磁電源輸出兩端，變流主電路輸出正極端經由所述發電二極管連接所述母線電容器正極端，同時連接所述充電主電路輸入正極端，發電二極管陽極連接變流主電路輸出正極端，變流主電路輸出負極端連接母線電容器負極端同時連接充電主電路輸入負極端，充電主電路輸出兩端連接勵磁電源輸入兩端；

變流主電路由3個變流支路并聯連接組成，每個變流支路中連接一相繞組，每相繞組又分為兩套繞組，分別對稱集中分布于開關磁阻發電機定子磁極上，每個變流支路具體由第一二極管、第二二極管、第三二極管、第一開關管、第二開關管、第三開關管、相繞組第一套繞組、相繞組第二套繞組組成，其特征是，所述第一二極管陰極、所述第一開關管陽極、所述第三二極管陰極短接并作為變流主電路輸入輸出正極端，所述第二開關管陰極、所述第二二極管陽極、所述第三開關管陰極短接并作為變流主電路輸入輸出負極端，第一二極管陽極與第二開關管陽極以及所述相繞組第一套繞組一端連接，相繞組第一套繞組另一端與所述相繞組第二套繞組一端以及第一開關管陰極、第二二極管陰極連接，相繞組第二套繞組另一端與第三二極管陽極以及第三開關管陽極連接；

勵磁電源由勵磁二極管和蓄電池串聯連接組成，其中所述蓄電池正極連接所述勵磁二極管陽極，勵磁二極管陰極作為勵磁電源輸出正端，蓄電池負極作為勵磁電源輸出負端，蓄電池正負極兩端作為勵磁電源的輸入正負極兩端；

充電主電路由輸入電容器、變壓器第一繞組、變壓器第二繞組、變壓器第三繞組、第四二極管、控制開關管、第五二極管、第六二極管、電感、輸出電容器組成，其特征是，所述輸入電容器正負極兩端分別作為充電主電路輸入正負極兩端，所述變壓器第一繞組一端和所述變壓器第二繞組一端以及輸入電容器正極端連接，變壓器第一繞組另一端與所述第四二極管陰極連接，變壓器第二繞組另一端與所述控制開關管陽極連接，控制開關管陰極與第四二極管陽極以及輸入電容器負極端連接，變壓器第二繞組與所述變壓器第三繞組耦合并且極性相同，變壓器第一繞組極性與變壓器第二繞組極性相反，變壓器第三繞組一端與所述第五二極管陽極連接，第五二極管陰極與所述電感一端以及所述第六二極管陰極連接，電感另一端與所述輸出電容器正極連接并作為充電主電路輸出正極端，輸出電容器負極與第六二極管陽極以及變壓器第三繞組另一端連接并作為充電主電路輸出負極端。

2.根據權利要求1所述的自強化自充電他勵開關磁阻發電機變流器的控制方法，其特征是：

根據轉子位置信息，當某相繞組所在變流支路進入工作狀態時，首先是第一開關管、第二開關管、第三開關管閉合，進入勵磁階段，由勵磁電源中的蓄電池經由勵磁二極管供電勵磁；

勵磁階段結束時如果繞組電流未達到所需電流值，則第二開關管和第三開關管斷開，第一開關管保持閉合狀態，進入續流階段，繞組中電流快速上升，續流階段正常結束前達到所需電流值則提前關斷第一開關管，續流階段正常結束點繞組電流仍未達到所需值，仍關斷第一開關管；關斷第一開關管后隨即進入發電階段；

勵磁階段結束時如果繞組電流已達到所需電流值，則關斷第一開關管、第二開關管、第三開關管，直接進入發電階段；

以上為經蓄電池他勵供電勵磁的開關磁阻發電機運行控制過程；

當檢測到蓄電池容量低于下限值時，啟動充電主電路向蓄電池充電，充電過程為：

通過對控制開關管的PWM開關控制，將變流主電路發出的電能經變壓器隔離向蓄電池充電，根據檢測的蓄電池端電壓和電流，調節控制開關管的開關占空比，直至充滿電后完全關斷控制開關管，充電結束。