[发明专利]一种开关磁阻发电机变流器拓扑及其控制方法

说明书

一种开关磁阻发电机变流器拓扑及其控制方法，拓扑由励磁电源、变流主电路、充电电路、母线电容器、隔离式DC/DC变换器、放电电路组成；励磁电源向变流主电路供电励磁，变流主电路结构及其控制方法下能增强励磁效果，在励磁电源蓄电池需要充电及增强功率输出能力、保护等的需要下而充电电路工作，通过对放电电路的控制起到保护和适时增强发电起始电流能力作用，取消了专门的起励电源，本发明非常适合于在中小型开关磁阻发电机变流领域应用。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机领域，具体涉及一种开关磁阻发电机的变流器电路拓扑系统及其控制方法。

背景技术

利用开关磁阻发电机发电，是一种新型的发电方式。

开关磁阻发电机的发电变流系统，是开关磁阻发电机系统的基础和关键，事关发电的效率、效益及可靠性等。

根据开关磁阻发电机工作原理，其工作中分为励磁和发电两大阶段，先由外电源向绕组供电励磁储能，随后在运行反向力矩作用下磁储能续流释放即发电输出，发出的电能大于励磁吸收的电能，才有意义。

开关磁阻发电机励磁阶段一般是受控的，而发电阶段电流是不受严格控制的，为了提高发电输出能力，提高发电阶段开始时的电流，即提高励磁阶段的尤其是励磁后期的电流值成为了业界的共识之一；业界已有譬如通过专门的高压他励励磁电源向绕组供电励磁。

通过对开关磁阻发电机数学模型的分析，母线电压与运动电动势之间的大小及差值关系，直接关系到发电阶段绕组电流的上升或下降，从而关系到整个发电系统的电能输出能力。

虽然开关磁阻发电机容错性强，即某相绕组短时没参与发电也不至于过大影响总的发电结果，但是，其控制频繁、内部电器元件充放电频繁，对可靠性以及减少维护量的智能化要求也比较迫切。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明针对开关磁阻发电机，提出了一种增强励磁即提高发电输出能力、自主充电励磁、改善发电电流波形提高电能输出能力的智能化高可靠性开关磁阻发电机变流器拓扑及其控制方法。

本发明的技术方案为：

一种开关磁阻发电机变流器拓扑，由励磁电源、变流主电路、充电电路、母线电容器、隔离式DC/DC变换器、放电电路组成，其特征是，所述励磁电源输出两端连接所述变流主电路输入两端，励磁电源的输入两端连接所述充电电路的输出两端，变流主电路的输出两端跨接所述母线电容器，并且与所述隔离式DC/DC变换器的输入两端连接，隔离式DC/DC变换器的输出两端连接充电电路的输入两端，所述放电电路的两端中的正极端连接变流主电路输出正极端，放电电路的负极端连接变流主电路输入正极端，励磁电源的输入输出负极端、变流主电路的输入输出负极端、充电电路输出负极端、母线电容器负极端、隔离式DC/DC变换器输入负极端均短接；

开关磁阻发电机有H个相绕组，每相绕组分为两套绕组，并对称分别集中绕制于两个不同的定子凸极上；H大于二并小于五；

励磁电源由蓄电池、第一开关管组成，其特征是，所述蓄电池与所述第一开关管串联，蓄电池正极连接第一开关管阳极，第一开关管阴极和蓄电池负极分别作为励磁电源输出端正负极，励磁电源的输入正极端连接蓄电池正极；