[发明专利]一种开关磁阻发电机功率变换器拓扑结构及其控制方法

权利要求书

1.一种开关磁阻发电机功率变换器拓扑结构，包括开关磁阻发电机功率变换器，其特征在于：在所述的开关磁阻发电机功率变换器前增加Buck-Boost变换器；

所述的Buck-Boost变换器包括开关管Q₇、开关管Q₈、续流二极管D₇、续流二极管D₈和电感L；开关管Q₇的集电极与二极管D₇的阳极连接，开关管Q₇的发射极与二极管D₈的阳极连接，开关管Q₈的发射极与二极管D₈的阴极连接，电感L的一端连接在开关管Q₇的集电极和二极管D₇的阳极，电感L的另一端连接开关管Q₈的发射极和二极管D₈的阴极，开关管Q₈的集电极与输入电源U₀的正端连接，开关管Q₇的发射极和二极管D₈的阳极与输入电源U₀的负端连接，开关管Q₇的发射极和二极管D₈的阳极为U₁负输出端，U₁负输出端与开关磁阻发电机功率变换器励磁母线U_e负端连接，二极管D₇的阴极为U₁正输出端，U₁正输出端与开关磁阻发电机功率变换器励磁母线U_e正端连接，电容C_S的一端接U₁正输出端，电容C_S的另一端接U₁负输出端，U₂+为开关磁阻发电机系统的正输出端，U₂-为开关磁阻发电机系统的负输出端。

2.一种使用权利要求1所述结构的开关磁阻发电机功率变换器拓扑控制方法，其特征在于：

（1）在额定励磁模式时，前级Buck-Boost变换器无需对励磁电压做升/降压变换，开关管Q₈保持常通，开关管Q₇保持关断，电流流经开关管Q₈、电感L以及二极管D₇向开关磁阻发电机功率变换器提供励磁，忽略开关器件通态压降，励磁电压U_e等于励磁电源电压U₀；

（2）在弱磁控制模式时，前级Buck-Boost变换器工作在Buck状态；

模式                                               ：关断开关管Q₇，开通开关管Q₈，励磁电流经开关管Q₈、电感L和二极管D₇向开关磁阻发电机功率变换器提供励磁；

模式：保持开关管Q₇关断，关断开关管Q₈，励磁电流经二极管D₈、电感L和二极管D₇向开关磁阻发电机功率变换器提供励磁，向开关磁阻发电机系统提供的励磁电压U_e低于励磁电源电压U₀，实现弱磁抑制开关磁阻发电机系统高速运行过电压；

（3）在强磁控制模式时，前级Buck-Boost变换器工作在Boost状态，开关管Q₈保持常通；

模式：开通开关管Q₇，励磁电源经开关管Q₈和开关管Q₇对电感L充电储能，电容C_S中电能向开关磁阻发电机功率变换器提供励磁；

模式：关断开关管Q₇，电感L储能、励磁电源U₀经开关管Q₈、电感L和二极管D₇向开关磁阻发电机功率变换器提供励磁，并向电容C_S充电储能，向开关磁阻发电机系统提供的励磁电压U_e高于励磁电源电压U₀，泵升励磁电压U_e实现强励；

（4）励磁结束后，开关磁阻发电机系统发出电能。