[發明專利]低脈動自勵開關磁阻發電機交錯變換器及其開關控制方法

有效

• 申請號: 201710273137.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107026589B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.低脈動自勵開關磁阻發電機交錯變換器，由發電主電路、起勵電源、發電電容器、交錯變換主電路、母線電容器、勵磁主電路組成，其特征是，所述發電主電路輸入兩端連接所述起勵電源輸出兩端，發電主電路輸出兩端連接所述發電電容器兩端并連接所述交錯變換主電路輸入兩端，交錯變換主電路輸出兩端連接所述母線電容器兩端并連接所述勵磁主電路輸入兩端，勵磁主電路輸出兩端連接起勵電源輸入兩端；

開關磁阻發電機為四相繞組；

發電主電路由兩個發電支路并聯連接組成，每個發電支路中連接兩個不相鄰的相繞組，具體由第一開關管、第二開關管、第三開關管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第一相繞組、第二相繞組組成，其特征是，所述第一相繞組和所述第二相繞組在開關磁阻發電機定子上不相鄰，相隔，所述第一開關管陽極作為發電主電路輸入正極端，第一開關管陰極與所述第三二極管陰極、第一相繞組一端、第二相繞組一端連接，第一相繞組另一端與所述第二開關管陽極、所述第一二極管陽極連接，第一二極管陰極與所述第二二極管陰極連接并作為發電主電路輸出正極端，第二相繞組另一端與第二二極管陽極、所述第三開關管陽極連接，第二開關管陰極、第三二極管陽極、第三開關管陰極短接并作為發電主電路輸入和輸出共同的負極端；

起勵電源由蓄電池和起勵二極管組成，其特征是，所述蓄電池正極連接所述起勵二極管陽極，起勵二極管陰極和蓄電池負極分別作為起勵電源的輸入正負極端，同時也是輸出正負極端；

發電電容器正負極兩端分別連接發電主電路輸出正負極兩端，同時也分別連接交錯變換主電路輸入正負極兩端；

交錯變換主電路由兩個交錯變換支路并聯連接組成，每個交錯變換支路由第一電感、第二電感、第三電感、第四開關管、第五開關管、三繞組變壓器、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管組成，其特征是，所述第一電感一端作為交錯變換主電路輸入正極端，第一電感另一端連接所述第二電感一端、所述第三電感一端、所述三繞組變壓器的第一繞組一端和第二繞組一端，該三繞組變壓器的第一繞組一端和第二繞組一端極性相反，第二電感另一端與所述第四開關管陽極、三繞組變壓器的第一繞組另一端連接，第三電感另一端與所述第五開關管陽極、三繞組變壓器的第二繞組另一端連接，第四開關管陰極和第五開關管陰極短接并作為交錯變換主電路輸入負極端，三繞組變壓器的第一繞組和第二繞組作為該三繞組變壓器的一次側，三繞組變壓器的二次側由其第三繞組組成，三繞組變壓器的第三繞組一端連接所述第四二極管陽極和所述第五二極管陰極，三繞組變壓器的第三繞組另一端連接所述第六二極管陽極和所述第七二極管陰極，第四二極管陰極和第六二極管陰極短接并作為交錯變換主電路輸出正極端連接母線電容器正極端以及勵磁主電路輸入正極端，第五二極管陽極和第七二極管陽極短接并作為交錯變換主電路輸出負極端連接母線電容器負極端以及勵磁主電路輸入負極端；

勵磁主電路由第六開關管、第七開關管、第八二極管、第九二極管、第四電感、電容器組成，其特征是，所述第六開關管陽極作為勵磁主電路輸入正極端，第六開關管陰極連接所述第八二極管陰極和所述第四電感一端，第四電感另一端連接所述第七開關管陽極和所述第九二極管陽極，第九二極管陰極連接電容器正極并作為勵磁主電路輸出正極端，第八二極管陽極、第七開關管陰極、電容器負極短接并作為勵磁主電路輸入和輸出負極端。

2.根據權利要求1所述的低脈動自勵開關磁阻發電機交錯變換器的開關控制方法，其特征是，

根據四相開關磁阻發電機的工作原理，每相繞組工作中分為勵磁階段和發電階段兩大階段，當一相繞組處于勵磁階段時，其相鄰一相繞組處于發電階段，所以每個發電支路中連接的兩相繞組不是相鄰的，確保任何瞬時每個發電支路中只有一相繞組處于工作中；

開關磁阻發電機起動時，根據開關磁阻發電機轉子位置信息，當一個發電支路的第一相繞組需通電勵磁時，閉合第一開關管和第二開關管，如果是第二相繞組需勵磁則閉合第一開關管和第三開關管，蓄電池經由起勵二極管向需勵磁的第一相繞組或第二相繞組供電勵磁，此為勵磁階段；根據轉子位置信息待該勵磁階段結束時，斷開此前閉合的第一開關管和第二開關管，或者第一開關管和第三開關管，此前第一相繞組勵磁的話，其儲存的磁能經由第一二極管和第三二極管輸出，第二相繞組勵磁的話，其儲存的磁能經由第二二極管和第三二極管輸出，此為發電階段，在此期間檢測到位于另一個發電支路中的某相鄰相繞組需進入勵磁階段時，其對應開關管控制方式相同，隨后的發電階段也相同。