[發明專利]一種直升壓無隔離雙饋高速開關磁阻發電機變流系統

有效

• 申請號: 201910813322.0
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110474583B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 孫冠群;戴金耀;宋春偉
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種直升壓無隔離雙饋高速開關磁阻發電機變流系統，包括蓄電池、九個開關管、三相繞組、八個二極管、十個電容器、電感、變壓器，控制勵磁與發電的主電路為各相繞組共用，簡化了結構，并實現直接升壓，同時解決了勵磁階段不能發電輸出的問題，也解決了發電輸出與勵磁供電解耦的問題，即發電輸出不依賴于發電機狀態而獨立控制，適應了極端情況下緊急發電輸出的需要；蓄電池可正向自動充電，也可以在極端情況下需要時反向饋能，實現相繞組發電輸出和蓄電池反向饋能雙饋，增強了發電系統的適應性和發電效益；全系統無隔離環節，總體結構簡單實用；適用于包括各類動力驅動下，以及不同輸出側狀態的各類中小功率高速開關磁阻發電機系統領域。

技術領域

本發明涉及開關磁阻電機系統領域，具體涉及一種直接升壓、發電獨立控制、無隔離、雙饋變換的開關磁阻發電機變流系統及其控制方法。

背景技術

開關磁阻電機結構及其簡單，尤其是轉子上無任何繞組，在與傳統交直流電機比較中，具備一定的優勢，具有廣泛的應用前景。

開關磁阻發電機作為一種近年來在個別領域嶄露頭角的新型發電機，展現了非常好的優勢，尤其在一些中小功率場合的高速發電機系統應用中，以及新型的風電系統中。

開關磁阻發電機運行中每相定子繞組的工作一般分為勵磁和發電兩大階段，分時進行，各相繞組是否投入工作根據轉子相對定子的位置信號決定；一般來說，勵磁階段由輸入的勵磁電源向相繞組供電勵磁，此時往往輸出端無法接收來自相繞組的電能，最多依靠輸出端電容器等臨時儲能裝置維持輸出電壓，而發電階段往往是相繞組放電輸出給輸出端負載供電的階段，也就是說，無法根據實時的輸出端負載側的負載情況調整供電，勵磁階段更沒有發電輸出，假如負載側電壓驟降，而此時正處于勵磁階段，則系統無法快速反應最快速度提供電能，總之，常規模式下何時發電輸出是嚴格依賴于轉子位置信息和各工作階段下的，無法獨立根據實際情況做出調整的，也就是發電輸出與電機運行存在嚴重的耦合關系。

開關磁阻發電機變流器是否具備升壓功能也是具有相當現實意義的，因為大多數場合下，發電機輸出后電壓需要抬升，往往需要單獨的升壓裝置實現，而通過變流器自身實現升壓則一定具有優勢。

各類變流系統中，電磁隔離環節往往是常見的，一般采用變壓器，工頻變壓器極大的增加了體積重量和成本，高頻變壓器好一些，但有變壓器存在，至少總會造成反應時間的滯后性，所以同等情況下無隔離裝置是發展趨勢。

一般的開關磁阻發電機系統，其勵磁和發電主電路往往可控性差，嚴格按照轉子位置信息及運行原理調控，面對極端時如復雜多變的負載側變化，往往主動出擊的辦法不多，所以當采用蓄電池作為勵磁電源的場合，利用蓄電池電能反饋提供急需電能是一種比較現實的方式。

發明內容

根據以上的背景技術，本發明就提出了一種直接升壓、各相繞組共用主電路、發電輸出不依賴于發電機狀態而獨立控制、勵磁階段可發電輸出、勵磁電源蓄電池可正向充電和反向饋能、全系統無隔離環節的結構簡單實用的開關磁阻發電機變流系統及其控制方法，適用于包括各類動力驅動下，以及不同輸出側狀態的各類中小功率高速開關磁阻發電機系統領域。

本發明的技術方案為：