[发明专利]小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器

权利要求书

1.小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器，由第一绕组变流支路、第二绕组变流支路、第三绕组变流支路、可逆桥式变流电路、电解电容器组成，其技术特征是，所述第一绕组变流支路、所述第二绕组变流支路、所述第三绕组变流支路的各自两端口中相同端口互相连接，并同时连接所述可逆桥式变流电路内端口两端，可逆桥式变流电路外端口两端并联所述电解电容器；

第一绕组变流支路和第二绕组变流支路、第三绕组变流支路的电路结构相同，各自内部均由第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、谐振电容器、一相绕组的两个支绕组组成，其中所述第一开关管和所述第二开关管反并联连接，所述第三开关管和所述第四开关管反并联连接，两组反并联连接的开关管再串联，同时与所述谐振电容器串联；谐振电容器一端与并联连接的一相绕组的两个支绕组一端连接，同时连接可逆桥式变流电路的内端口一端，可逆桥式变流电路内端口另一端连接第三开关管和第四开关管反并联后的一端，第三开关管和第四开关管反并联后的另一端连接一相绕组的两个支绕组的另一端，同时连接第一开关管和第二开关管反并联连接后的一端，第一开关管和第二开关管反并联后另一端连接谐振电容器另一端，可逆桥式变流电路外端口两端连接电解电容器两端，其中电解电容器正负极与可逆桥式变流电路外端口正负极一一对应。

2.根据权利要求1所述的小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器，其技术特征是，所述的小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器的控制方法为：

第一绕组变流支路、第二绕组变流支路、第三绕组变流支路分别控制开关磁阻电机的定子三相绕组的通断，根据开关磁阻电机转子位置情况控制相应绕组变流支路中的相绕组工作，不需要工作的相绕组，则其所在的绕组变流支路中的全部开关管都处于关断状态；

(1)开关磁阻电机作为发电机工况时：

当本发明的开关磁阻电机处于发电机运行时，外部动力带动开关磁阻电机转子以恒速旋转，根据开关磁阻发电机转子实时位置信息，某时刻确定某相绕组变流支路需工作时，首先进入该相绕组的励磁阶段，根据谐振电容器两端电动势方向确定第一开关管或者第二开关管闭合导通，谐振电容器向该相绕组供电励磁，同时第四开关管或第三开关管闭合导通向可逆桥式变流电路供电整流后输出，即根据谐振电容器两端电动势方向，确定第一开关管和第四开关管同时闭合导通，或者第二开关管与第三开关管同时闭合导通；

励磁阶段结束后进入发电阶段，原导通的两个开关管均先断开，根据该相绕组储存磁能后释放的电流方向，第一开关管和第三开关管闭合导通，或者第二开关管和第四开关管闭合导通，即该相绕组储存的磁能一边向谐振电容器供电，一边通过可逆桥式变流电路整流后输出；

待以上发电阶段结束，即该相绕组所在绕组变流支路停止工作即根据转子位置信息该相绕组变流支路中全部开关管断开，下一相绕组所在绕组变流支路工作时，与以上绕组变流支路发电机工况时运行控制过程相同；

将可逆桥式变流电路内端口两端引出去，经滤波装置后可供交流负载所需；

(2)开关磁阻电机作为电动机工况时：

电解电容器两侧作为直流电源供电侧，可逆桥式变流电路反向供电即作为逆变电路工作；根据开关磁阻电机转子位置信息，确定某相绕组所在绕组变流支路需工作时，该相绕组所在绕组变流支路的第三开关管或第四开关管闭合导通，具体根据可逆桥式变流电路逆变后的电压电流方向确定第三开关管还是第四开关管闭合导通，根据转子位置信息，闭合导通的第三开关管或第四开关管关断后，根据关断前最后时刻该相绕组电流方向，闭合第一开关管或者第二开关管，使得该相绕组中储存的磁能向谐振电容器转移，但是，必须遵循的原则是：当第一次是闭合的第一开关管或者第二开关管后，后续依旧根据需要闭合该开关管，另一个开关管始终为断开状态；

通过调节可逆桥式变流电路中逆向可控开关管的开关角，可控制其输出即提供给各相绕组的电能大小，从而控制开关磁阻电动机的运行速度、转矩；当使用外部单相交流电源，把可逆桥式变流电路的内端口两端作为外部单相交流电源的输入端点给各相绕组供电时，可逆桥式变流电路不工作，通过交替控制第三开关管和第四开关管的开关角度，调节供给相绕组的有效电流值，从而控制开关磁阻电动机的运行速度、转矩。