[发明专利]一种开关磁阻发电机变流系统

说明书

一种开关磁阻发电机变流系统，由第一相绕组变流电路、第二相绕组变流电路、第三相绕组变流电路、双馈变流电路、蓄电池、隔离变换器组成，各相绕组变流电路结构相同相互并联连接，可扩展性强，蓄电池经隔离变换器充当励磁电源之一，各相绕组变流电路内部具有专门电容器作为第二励磁电源，加之励磁时每相绕组又分为两个绕组并联，从而起到双强化励磁效果，双馈交流电路采用同一套变流电路，除可正向向蓄电池灵活充电，还可以必要时反向向输出端馈能，各相绕组变流电路的全部开关管为单脉波开关模式，开关损耗小，本发明适合于开关磁阻发电机系统领域。

技术领域

本发明涉及开关磁阻发电机系统领域，具体涉及一种可变发电电压、强化励磁、双馈电能的低损耗可扩展性强的开关磁阻发电机变流器及其控制方法。

背景技术

开关磁阻电机结构简单坚固，转子上无绕组散热压力小，作为发电机使用具有广泛应用前景，而开关磁阻发电机的变流器是其正常工作的重要保障，这点与传统发电机不同，没有变流器，开关磁阻发电机就无法工作，所以，开关磁阻发电机变流系统是其整个系统正常以及更好的工作的核心。

开关磁阻发电机工作期间主要分为励磁和发电两大阶段，并分时进行，励磁阶段吸收电能，发电阶段释放电能，主要由其变流器进行变流控制，由于运行中可发电及可励磁的定转子相对位置区域非常短暂，励磁阶段希望尽快完成，也就是希望尽快强化励磁使得相绕组电流尽快建立起来，从而为后续发电阶段争取更多时间，提高整体的发电输出能力。

励磁阶段相绕组电流和电压容易控制，这在近几年来从变流器结构和不同控制方法上，均出现了一些实例，但发电阶段的发电电压很难控制，如果发电电压能有效控制，则对开关磁阻发电机系统的更好的控制，尤其MPPT控制，提高电能输出能力，以及提高系统可靠性等方面，势必有较大帮助。

在励磁阶段改变励磁电压和电流方面，目前业界从变流器结构和控制方法上已经在近几年出现了一些，当励磁电源来自于蓄电池时，对于提高变流系统电流稳定性是有好处的，但蓄电池电能容易耗尽，所以业界也出现了一些利用其开关磁阻发电机自身发出的电能反馈给蓄电池充电的实例，但是，当出现发电输出侧的负载过大，或者典型的风电工况并网时因负载过大电压骤降以及低电压穿越时，即使是满电的蓄电池，也爱莫能助，无法反向给负载侧供电，但即使能供电，由于励磁所需电压往往低于发电电压，所以直接利用蓄电池反馈给负载侧也很难起到作用，要么还要单独再设计抬高电压的升压变流器，势必增加了成本，也使得结构和控制复杂化。

对于变流系统来说，开关管的开关损耗，尤其是高频开关工作时，是整个发电系统不能忽视的问题，使得系统的效率下降，发热问题突出，可靠性低，业界常规的方法是采用软开关技术，但势必使得结构更复杂，控制也复杂化，所以开关管的简易结构和简单控制模式的低开关损耗是电力电子届的发展方向。

常见的开关磁阻发电机定子绕组相数有两相、三相、四相、五相等，所以其变流系统的结构和控制，如能适应不同相数绕组的开关磁阻发电机，或者经简易增删扩展适应新的相数的开关磁阻发电机，则势必有更好的应用前景。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种双强励磁结构及方式、简易变发电电压结构和控制、双馈变流、低开关损耗的扩展性强的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法。

本发明的技术方案为：