[发明专利]一种直升压双馈开关磁阻发电机变流系统

说明书

一种直升压双馈开关磁阻发电机变流系统，由蓄电池、十个开关管、三相绕组、九个二极管、八个电容器、两个电感组成，各相绕组在励磁和发电工作的同时，总输出电压在各相输出并联情况下得到直接抬升，同时解决了强化励磁和两相绕组可同时工作的问题，不额外增加开关管，他励蓄电池可自动充电，同时利用自动充电变流回路并仅仅微调后可进行反向馈能作业，极大提高了性价比以及适应性，全系开关损耗低、输出电能质量高；适用于各类动力输入的小功率高速开关磁阻发电机系统领域应用。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机系统领域，具体涉及一种直接并联高电压输出、强化励磁、自动充电与反向馈能、适应两相绕组同时工作、损耗低、电能质量高的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法。

背景技术

开关磁阻发电机系统作为一种新型发电系统，由于其低成本、高容错性等优势，越来越受到业界重视，但其变流系统是其工作的心脏，极大的影响其价值的体现、性能的提升，而其变流系统多年来发展缓慢。

开关磁阻发电机一般直接发出直流电，往往在电压方面不能满足负载或并网的需要，因此需要增加专门的升压和滤波装置，进而增加了系统的成本，降低了可靠性。

在开关磁阻发电机的定子绕组中，一般分为若干相，每相往往又分为几个支绕组分布于不同的定子凸极上，传统的连接方式是各相绕组内部支绕组之间串联起来，这样在励磁时每个支绕组分担的励磁电压成倍降低，而在开关磁阻发电机业界，一般来说，变励磁尤其是升压强化励磁是对提高发电性能有较大帮助的，典型的是采取变励磁电压电路实现励磁开始时瞬时升压强化，但此种方式增加了结构和控制的复杂度。

他励磁模式相对自励磁模式，励磁电源稳定，与发电输出端相互干扰小，常常采用蓄电池作为励磁电源，但蓄电池电量有限，增加了人工维护成本，近期业界出现了一些给蓄电池自动充电的变流系统，效果较好，不过大多或多或少有些缺点，譬如需要隔离变压器增加了成本和体积重量，或者充电电能可调性差，或者充电电能质量不高，或者充电回路功能单一仅能充电对于非连续运行的开关磁阻发电机系统使用率低，等等问题。

为了降低开关磁阻发电机的转矩脉动，众多的开关磁阻电机厂商在设计制造开关磁阻电机本体时，常常将定转子凸极的重叠系数设计为大于零，即定转子凸极存在重合，也就意味着，如果严格按照开关磁阻发电机运行变换原理，存在瞬时有两相绕组同时工作的情况，但业界有些变流系统并不支持。

在某些领域，譬如风电领域，尤其并网需要时，存在低电压穿越的技术问题，还有些领域，譬如发电输出后连接可变负载，诸如交通工具，存在极端时负载过大，总之，面对发电输出侧极端的电压骤降等情况时，往往需要更多的发电电能注入，方能满足电网或负载的需求，此时如果用作励磁电源的蓄电池可以反向馈能，则势必提升系统的价值。

另外，电力电子变流系统的损耗问题一直是业界关注的，开关磁阻发电机变流系统开关管的开关损耗也是降低整体发电效率的问题之一。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种不增加开关管但各相直接并联输出获得高电压输出、强化励磁、蓄电池自动充电与反向馈能、适应两相绕组同时工作、开关损耗低、输出电能质量高的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法，适用于各类动力输入的小功率高速开关磁阻发电机系统领域应用。

本发明的技术方案为：