[發明專利]一種發電系統

有效

• 申請號: 201910264417.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109995283B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P9/38;H02P101/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種發電系統，由直流發電機、柴油機、變速器、開關磁阻發電機系統組成，其技術特征在于，所述直流發電機、所述柴油機、所述變速器、所述開關磁阻發電機系統同軸連接，共同由柴油機產生動力旋轉運行，其中變速器為升速器；

開關磁阻發電機系統由開關磁阻發電機變流器、控制器、檢測裝置組成，所述控制器輸出控制信號驅動所述開關磁阻發電機變流器中的各個開關管，所述檢測裝置檢測開關磁阻發電機系統中各類運行信號并輸入控制器中；

開關磁阻發電機變流器包括直流發電機輸出電容器、第一相繞組、第二相繞組、第三相繞組、第四相繞組、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第四電容器、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、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、第六二極管、第七二極管、第八二極管、第九二極管、第十二極管、第十一二極管、第十二二極管、第十三二極管、第十四二極管、第十五二極管、第十六二極管、第十七二極管、第十八二極管、第十九二極管、第二十二極管、第一變壓器、第二變壓器、第三變壓器、第一電抗、第二電抗組成，所述直流發電機輸出電容器連接直流發電機輸出兩端，直流發電機輸出電容器正極同時連接所述第一相繞組一端、所述第二相繞組一端、所述第三相繞組一端、所述第四相繞組一端，第一相繞組另一端連接所述第六二極管陽極，第二相繞組另一端連接所述第五二極管陽極，第三相繞組另一端連接所述第十二二極管陽極，第四相繞組另一端連接所述第十一二極管陽極，第六二極管陰極連接所述第三開關管陰極、所述第四開關管陽極、所述第三二極管陽極、所述第四二極管陰極、所述第一變壓器一次繞組一端，第五二極管陰極連接所述第一開關管陰極、所述第二開關管陽極、所述第一二極管陽極、所述第二二極管陰極、第一變壓器一次繞組另一端，第十二二極管陰極連接所述第七開關管陰極、所述第八開關管陽極、所述第九二極管陽極、所述第十二極管陰極、所述第二變壓器一次繞組一端，第十一二極管陰極連接所述第五開關管陰極、所述第六開關管陽極、所述第七二極管陽極、所述第八二極管陰極、第二變壓器一次繞組另一端，第一開關管陽極、第一二極管陰極、第三開關管陽極、第三二極管陰極連接，并與所述第一電容器正極連接，第五開關管陽極、第七二極管陰極、第七開關管陽極、第九二極管陰極連接，并與所述第二電容器正極連接，直流發電機輸出電容器負極同時連接第一電容器負極、第二開關管陰極、第二二極管陽極、第四開關管陰極、第四二極管陽極、第二電容器負極、第六開關管陰極、第八二極管陽極、第八開關管陰極、第十二極管陽極，第一變壓器二次繞組一端連接所述第十三二極管陽極和所述第十四二極管陰極，第一變壓器二次繞組另一端連接所述第十五二極管陽極和所述第十六二極管陰極，第一變壓器一次繞組和二次繞組同名端對稱，第十三二極管陰極連接第十五二極管陰極、所述第三電容器正極、所述第一電抗一端，第二變壓器二次繞組一端連接所述第十七二極管陽極和所述第十八二極管陰極，第二變壓器二次繞組另一端連接所述第十九二極管陽極和所述第二十二極管陰極，第二變壓器一次繞組和二次繞組同名端對稱，第十七二極管陰極連接第十九二極管陰極、所述第四電容器正極、所述第二電抗一端，第十四二極管陽極連接第十六二極管陽極、第三電容器負極、第十八二極管陽極、第二十二極管陽極、第四電容器負極，第一電抗另一端連接所述第三變壓器一次繞組一端，第二電抗另一端連接第三變壓器二次繞組一端，第三變壓器一次繞組另一端和第三變壓器二次繞組另一端連接，并且是異名端連接；第一電容器兩端、第二電容器兩端、第三電容器兩端、第四電容器兩端、第三變壓器一次繞組另一端和第三變壓器二次繞組另一端連接點與第四電容器負極點兩端均輸出直流電，以及第一變壓器二次繞組兩端、第二變壓器二次繞組兩端均輸出交流電；

第一電容器和第二電容器相同，第三電容器和第四電容器相同，第一變壓器和第二變壓器相同，全部八個開關管相同，第三變壓器一次繞組和二次繞組結構相同、匝數相等，第一電抗和第二電抗相同；

直流發電機發出的直流電能，向外輸出作為直流電源的同時，作為開關磁阻發電機變流器的勵磁電源，即開關磁阻發電機各相繞組工作時勵磁階段的勵磁電源；

檢測裝置檢測開關磁阻發電機的轉子位置信息、相繞組電流信息、三個變壓器繞組電流信息并作為控制器的輸入，控制器輸出驅動信號給開關磁阻發電機變流器中的八個開關管。

2.根據權利要求1所述的一種發電系統，其技術特征在于，開關磁阻發電機變流器的調控方法，開關磁阻發電機投入工作前，全部開關管處于斷開狀態；

根據轉子位置信息，當第一相繞組需投入工作時，首先閉合第一開關管和第四開關管，第一相繞組被充電勵磁的同時，第一電容器向第一變壓器放電輸出，根據轉子位置信息和第一相繞組電流信息，當第一相繞組勵磁階段結束時斷開第四開關管，第一開關管采用PWM模式，第一相繞組進入發電階段，第一相繞組儲能向第一電容器釋放，第一變壓器一次繞組在第一開關管PWM控制的閉合時繼續向第一變壓器二次繞組側輸出電能，斷開時第一變壓器一次繞組也向第一電容器充電，第一開關管PWM控制的占空比選擇原則是：當相鄰投入工作的是第二相繞組時，需在其投入工作時恰好使得第一變壓器一次繞組電流降至零，如果相鄰投入工作的不是第二相繞組，而是第四相繞組時，第一開關管PWM控制的占空比為1；

根據轉子位置信息，當第二相繞組需投入工作時，首先閉合第二開關管和第三開關管，第二相繞組被充電勵磁的同時，第一電容器向第一變壓器放電輸出，根據轉子位置信息和第二相繞組電流信息，當第二相繞組勵磁階段結束時斷開第二開關管，第三開關管采用PWM模式，第二相繞組進入發電階段，第二相繞組儲能向第一電容器釋放，第一變壓器一次繞組在第三開關管PWM控制的閉合時繼續向第一變壓器二次繞組側輸出電能，斷開時第一變壓器一次繞組也向第一電容器充電，第三開關管PWM控制的占空比選擇原則是：當相鄰投入工作的是第一相繞組時，需在其投入工作時恰好使得第一變壓器一次繞組電流降至零，如果相鄰投入工作的不是第一相繞組，而是第三相繞組時，第三開關管PWM控制的占空比為1；

根據轉子位置信息，當第三相繞組需投入工作時，首先閉合第五開關管和第八開關管，第三相繞組被充電勵磁的同時，第二電容器向第二變壓器放電輸出，根據轉子位置信息和第三相繞組電流信息，當第三相繞組勵磁階段結束時斷開第八開關管，第五開關管采用PWM模式，第三相繞組進入發電階段，第三相繞組儲能向第二電容器釋放，第二變壓器一次繞組在第五開關管PWM控制的閉合時繼續向第二變壓器二次繞組側輸出電能，斷開時第二變壓器一次繞組也向第二電容器充電，第五開關管PWM控制的占空比選擇原則是：當相鄰投入工作的是第四相繞組時，需在其投入工作時恰好使得第二變壓器一次繞組電流降至零，如果相鄰投入工作的不是第四相繞組，而是第二相繞組時，第五開關管PWM控制的占空比為1；

根據轉子位置信息，當第四相繞組需投入工作時，首先閉合第六開關管和第七開關管，第四相繞組被充電勵磁的同時，第二電容器向第二變壓器放電輸出，根據轉子位置信息和第四相繞組電流信息，當第四相繞組勵磁階段結束時斷開第六開關管，第七開關管采用PWM模式，第四相繞組進入發電階段，第四相繞組儲能向第二電容器釋放，第二變壓器一次繞組在第七開關管PWM控制的閉合時繼續向第二變壓器二次繞組側輸出電能，斷開時第二變壓器一次繞組也向第二電容器充電，第七開關管PWM控制的占空比選擇原則是：當相鄰投入工作的是第三相繞組時，需在其投入工作時恰好使得第二變壓器一次繞組電流降至零，如果相鄰投入工作的不是第三相繞組，而是第一相繞組時，第七開關管PWM控制的占空比為1。