[发明专利]高速直流开关磁阻发电机变流系统

说明书

高速直流开关磁阻发电机变流系统，结构上由四相绕组、六个开关管、七个二极管、五个电容器、电感、隔离变流器组成，第一相绕组和第二相绕组变流回路结构简单并且控制模式相同，第三相绕组和第四相绕组非对称集成变流结构，依靠第四相绕组相对复杂的变流回路及调控，可实现第四相绕组自身增强发电能力的措施如续流阶段之外，可与第三相绕组相互促进，并间接提升第一相绕组和第二相绕组的发电能力；另外，本发明的结构可扩展性强，输出端串联抬高了电压，各相绕组总励磁电源经第六开关管的占空比可调，所以是一套高性能的变流系统，特别适合于高速直流开关磁阻发电机应用领域，譬如全电航空飞行器中的内部直流微电网中作为发电系统之一。

技术领域

本发明涉及开关磁阻发电机系统领域，具体涉及一种高速开关磁阻发电机的变流系统，尤其是其变流主电路的结构和调控方法。

背景技术

目前在开关磁阻发电机应用领域，高速开关磁阻发电机尤其是在航空领域，已得到较为成熟的应用，一般转速在8千转/分钟到10万转/分钟，随着电力电子技术的发展，高速开关磁阻发电机的变流系统也得到发展。

现有的各类开关磁阻发电机的变流系统，一台开关磁阻发电机的各相绕组的变流模式、变流回路都是一样的，各相绕组变流调控模式也一样，但在一些要求高的场合，调控模式复杂，那么各相绕组由于都采用同样的结构和控制，所以造成总体的调控复杂性，同时开关损耗也大。

并且现有的开关磁阻发电机各相绕组的变流模式中，各相绕组的工作都是各自独立的，互不干扰，各自的工作根据转子位置信息进行，从而各自的变流回路也相对独立，互不利用，假如需要强化励磁，则肯定来自于专门的外部励磁电源，即使某相绕组正在强力发电阶段，其电能也不会直接参与另一相绕组励磁中的强化，所以造成系统割裂，效益得不到最大化。

开关磁阻发电机发电输出直流电后，现实中往往需要专门的升压系统才输出，增加了结构和控制的复杂性，如果依靠变流系统本身能抬升电压，则势必具有应用价值，尤其输出后接局域微直流电网的话，减少了变流环节。

另外，高速开关磁阻发电机一般来说对励磁系统要求较高，尤其是短时间内快速的建立励磁电流，即强化励磁能力，所以励磁电源往往要求可变范围较大，同时也利于提高电能输出能力；另一方面，除传统强化励磁方式外，开拓新的交互式强化励磁一定也具有新的意义。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种各相绕组变流回路差异化、互补优化并自身强化励磁、直接升压的可扩展性强的高速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：