[發明專利]一種開關磁阻發電機變流系統

有效

• 申請號: 201910301541.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110011580B
• 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: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P9/30;H02P9/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種開關磁阻發電機變流系統，由第一相繞組變流電路、第二相繞組變流電路、第三相繞組變流電路、雙饋變流電路、蓄電池、隔離變換器組成，其技術特征是，所述第一相繞組變流電路輸入正極端、所述第二相繞組變流電路輸入正極端、所述第三相繞組變流電路輸入正極端連接，并與所述隔離變換器輸出正極端連接，第一相繞組變流電路輸入負極端、第二相繞組變流電路輸入負極端、第三相繞組變流電路輸入負極端連接，并與隔離變換器輸出負極端連接，第一相繞組變流電路輸出正極端、第二相繞組變流電路輸出正極端、第三相繞組變流電路輸出正極端連接，并與所述雙饋變流電路輸入正極端連接，同時作為開關磁阻發電機電能輸出正極端，第一相繞組變流電路輸出負極端、第二相繞組變流電路輸出負極端、第三相繞組變流電路輸出負極端連接，并與雙饋變流電路輸入負極端連接，同時作為開關磁阻發電機電能輸出負極端，雙饋變流電路輸出正極端連接所述蓄電池正極，以及隔離變換器輸入正極端，雙饋變流電路輸出負極端連接蓄電池負極，以及隔離變換器輸入負極端；

第一相繞組變流電路由第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第一相繞組一繞組、第一相繞組二繞組、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第一電容器、第二電容器組成，所述第一二極管陽極作為第一相繞組變流電路輸入正極端，第一二極管陰極連接所述第二二極管陽極、所述第一相繞組一繞組一端，第二二極管陰極連接所述第一開關管陰極、所述第一相繞組二繞組一端，第一開關管陽極連接第一相繞組一繞組另一端、所述第三二極管陽極，第三二極管陰極連接第一相繞組二繞組另一端、所述第四二極管陽極、所述第五二極管陽極、所述第二開關管陽極，第四二極管陰極連接所述第一電容器一端、所述第三開關管陽極，第一電容器另一端連接第二開關管陰極、所述第六二極管陽極、所述第七二極管陰極，第五二極管陰極連接所述第二電容器一端，并作為第一相繞組變流電路輸出正極端，第三開關管陰極連接第六二極管陰極，并作為第一相繞組變流電路輸入負極端，第七二極管陽極連接第二電容器另一端，并作為第一相繞組變流電路輸出負極端；

第二相繞組變流電路由第八二極管、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、第二相繞組一繞組、第二相繞組二繞組、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第三電容器、第四電容器組成，所述第八二極管陽極作為第二相繞組變流電路輸入正極端，第八二極管陰極連接所述第九二極管陽極、所述第二相繞組一繞組一端，第九二極管陰極連接所述第四開關管陰極、所述第二相繞組二繞組一端，第四開關管陽極連接第二相繞組一繞組另一端、所述第十二極管陽極，第十二極管陰極連接第二相繞組二繞組另一端、所述第十一二極管陽極、所述第十二二極管陽極、所述第五開關管陽極，第十一二極管陰極連接所述第三電容器一端、所述第六開關管陽極，第三電容器另一端連接第五開關管陰極、所述第十三二極管陽極、所述第十四二極管陰極，第十二二極管陰極連接所述第四電容器一端，并作為第二相繞組變流電路輸出正極端，第六開關管陰極連接第十三二極管陰極，并作為第二相繞組變流電路輸入負極端，第十四二極管陽極連接第四電容器另一端，并作為第二相繞組變流電路輸出負極端；

第三相繞組變流電路由第十五二極管、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、第二十一二極管、第三相繞組一繞組、第三相繞組二繞組、第七開關管、第八開關管、第九開關管、第五電容器、第六電容器組成，所述第十五二極管陽極作為第三相繞組變流電路輸入正極端，第十五二極管陰極連接所述第十六二極管陽極、所述第三相繞組一繞組一端，第十六二極管陰極連接所述第七開關管陰極、所述第三相繞組二繞組一端，第七開關管陽極連接第三相繞組一繞組另一端、所述第十七二極管陽極，第十七二極管陰極連接第三相繞組二繞組另一端、所述第十八二極管陽極、所述第十九二極管陽極、所述第八開關管陽極，第十八二極管陰極連接所述第五電容器一端、所述第九開關管陽極，第五電容器另一端連接第八開關管陰極、所述第二十二極管陽極、所述第二十一二極管陰極，第十九二極管陰極連接所述第六電容器一端，并作為第三相繞組變流電路輸出正極端，第九開關管陰極連接第二十二極管陰極，并作為第三相繞組變流電路輸入負極端，第二十一二極管陽極連接第六電容器另一端，并作為第三相繞組變流電路輸出負極端；

雙饋變流電路由第七電容器、第八電容器、第九電容器、第十開關管、第十一開關管、第十二開關管、第十三開關管、第二十二二極管、第二十三二極管、第二十四二極管、第二十五二極管、第一電感、第二電感組成，所述第七電容器一端連接所述第十開關管陽極、所述第二十二二極管陰極，并作為雙饋變流電路輸入正極端，第七電容器另一端連接所述第十一開關管陰極、所述第二十三二極管陽極、所述第九電容器一端、所述第二電感一端，并作為雙饋變流電路輸出負極端，第十開關管陰極連接第二十二二極管陽極、第二十三二極管陰極、第十一開關管陽極、所述第一電感一端，第一電感另一端連接第九電容器另一端、所述第八電容器一端、所述第十二開關管陽極、所述第二十四二極管陰極，并作為雙饋變流電路輸出正極端，第八電容器另一端連接所述第十三開關管陰極、所述第二十五二極管陽極，第十三開關管陽極連接第二十五二極管陰極、第二十四二極管陽極、第十二開關管陰極、第二電感另一端。

2.根據權利要求1所述的一種開關磁阻發電機變流系統的控制方法，其技術特征是，開關磁阻發電機的各相繞組所在的各相繞組變流電路根據開關磁阻發電機的轉子位置信息投入工作，沒有投入工作時各個開關管均處于斷開狀態；當檢測到蓄電池電量低于下限，并且開關磁阻發電機電能輸出兩端即雙饋變流電路輸入兩端電壓高于下限值時，雙饋變流電路正向工作向蓄電池充電，當檢測到蓄電池電量高于下限，并且開關磁阻發電機電能輸出兩端即雙饋變流電路輸入兩端電壓低于下限值時，雙饋變流電路反向工作將蓄電池電能饋入開關磁阻發電機電能輸出兩端；

根據轉子位置信息，當第一相繞組一繞組和第一相繞組二繞組需投入工作時，第一相繞組變流電路投入工作，首先同時閉合第二開關管和第三開關管，進入向第一相繞組一繞組和第一相繞組二繞組勵磁儲能的勵磁階段，根據轉子位置信息該勵磁階段結束時斷開第二開關管和第三開關管，進入發電階段，發電階段期間第一開關管為PWM控制模式，其占空比最小為0，最大為1，開關磁阻發電機電能輸出端電壓值要求的越高，第一開關管的占空比越大；

根據轉子位置信息，當第二相繞組一繞組和第二相繞組二繞組需投入工作時，第二相繞組變流電路投入工作，首先同時閉合第五開關管和第六開關管，進入向第二相繞組一繞組和第二相繞組二繞組勵磁儲能的勵磁階段，根據轉子位置信息該勵磁階段結束時斷開第五開關管和第六開關管，進入發電階段，發電階段期間第四開關管為PWM控制模式，其占空比最小為0，最大為1，開關磁阻發電機電能輸出端電壓值要求的越高，第四開關管的占空比越大；

根據轉子位置信息，當第三相繞組一繞組和第三相繞組二繞組需投入工作時，第三相繞組變流電路投入工作，首先同時閉合第八開關管和第九開關管，進入向第三相繞組一繞組和第三相繞組二繞組勵磁儲能的勵磁階段，根據轉子位置信息該勵磁階段結束時斷開第八開關管和第九開關管，進入發電階段，發電階段期間第七開關管為PWM控制模式，其占空比最小為0，最大為1，開關磁阻發電機電能輸出端電壓值要求的越高，第七開關管的占空比越大；

隔離變換器接收蓄電池的電能，經磁隔離后輸出給各相繞組變流電路作為勵磁電源，雙饋變流電路正向工作時向蓄電池充電，反向工作時將蓄電池的電能變換輸出給開關磁阻發電機電能輸出兩端；

當雙饋變流電路正向工作時，第十開關管和第十三開關管同時開關，并按照相同的占空比進行PWM模式工作，第十開關管和第十三開關管的占空比大小具體根據蓄電池對充電電壓和電流的要求決定；

當雙饋變流電路反向工作時，第十一開關管和第十二開關管同時開關，并按照相同的占空比進行PWM模式工作，第十一開關管和第十二開關管的占空比大小具體根據開關磁阻發電機電能輸出兩端側對電壓的要求決定。