[发明专利]自变发电电压自充电的开关磁阻发电机变流系统

说明书

自变发电电压自充电的开关磁阻发电机变流系统，由蓄电池、十个开关管、六个二极管、四个电容器、三相绕组、电感组成，整个变流系统结构无需隔离环节；依靠本发明变流系统本身及其控制方法即解决了发电电压不能主动调节的问题，极大提高了本发明的适应性；在高压输出的第四和第五模式下，可通过变换增加相绕组反向电压方式相对快速降低电流，从而间接控制提升了发电阶段发电电流，进而提升发电输出能力，同样依靠变流系统本身实现而无需额外装置；通过仅仅一个第十开关管的PWM作用，可对蓄电池自动充电；系统适合于各类应用开关磁阻发电机的领域，譬如风电领域应用。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机系统领域，具体涉及一种通过开关磁阻发电机变流器自身可变换输出端发电电压，也可以自动为励磁蓄电池充电的系统及其控制方法。

背景技术

开关磁阻电机因其结构简单坚固，转子上无绕组散热方便，可靠性高，容错性强，具备广泛的应用前景。

开关磁阻发电机运行控制方式中，常规的角度位置控制、电流斩波控制，以及最新出现的励磁电压扰动控制等方式，均无法做到对发电电压的控制，而根据开关磁阻发电机的数学模型可知，开关磁阻发电机的运动电动势与发电电压之间的关系，直接关系到发电阶段绕组发电电流的走势，进而影响到开关磁阻发电机的发电能力，运动电动势直接和转速有关，发电电压再不可控的话，发电阶段的绕组电流将无法控制，近年来也出现了一些改变发电电压的结构和方式，但都是要额外增加结构及其控制方式方法才能实现，增加了结构和控制的复杂度，降低了可靠性，另外，某些用电负载有根据实际情况调整电压的需求，只能靠单独增加额外调压装置来实现。

开关磁阻发电机的励磁方式一般有他励和自励两种，他励模式励磁稳定，不影响输出端，但维护成本高，需要单独励磁电源譬如蓄电池，自励模式不需要单独电源，没有他励型的常常更换蓄电池等的缺点，但一般会给输出端造成波动较大，同时输入励磁电能不稳，电能质量低；目前也有一些励磁方式，由蓄电池供电励磁，吸收他励型的优点，必要时利用输出端电能给蓄电池充电，从而也吸收了自励型的优点，但大多要增加隔离环节，从而增加了结构的复杂性和体积重量。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种直接利用开关磁阻发电机绕组变流器本身在励磁和发电的同时可调节输出的发电电压以及一定条件下相对调节发电电流快速下降，而不增加额外结构，另外也能实现对励磁蓄电池自动充电，并且没有隔离环节的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法，适合于各类动力驱动包括风力驱动下，开关磁阻发电机发电输出并网或直接负载的各类场合中应用。

本发明的技术方案为：