[发明专利]小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器

说明书

小功率三相交流开关磁阻发电机/电动机变流器，由三个相绕组变流支路、可逆桥式变流电路、电解电容器组成，各相绕组变流支路并联后经可逆桥式变流电路整流输出，作为发电机运行时相绕组变流支路中谐振电容器提供励磁，也可逆向经可逆桥式变流电路逆变后给各相绕组供电作为电动机运行，均可发出或利用交流电工作；整个变流器系统多象限运行，可控性、灵活性强，适用于无电网到达情况下小型开关磁阻电机的综合利用系统中。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机系统领域，具体涉及一种利用谐振手段自强化励磁交流型开关磁阻发电机以及同时适应电动机运行工况交直流混合型的开关磁阻电机的集成变流器系统及其控制方法。

背景技术

开关磁阻电动机结构简单坚固，转子上无绕组、无永磁体，成本低，具有广阔的应用前景。

一直以来，开关磁阻电机的变流器，要么只能适应开关磁阻发电机工况，要么只能适应开关磁阻电动机运行工况，在同一套变流系统中能同时实现发电/电动工况自由转换运行的先例很少，而在有些应用场合，譬如野外用电场合，急需要靠柴油机拖动发电机发电，有时也需要电动机产生动力拖动负载机械，譬如作为发电机在将蓄电池充满电后，即空闲下来，此时就可以再利用作为电动机使用，那么，发电/电动双用的电机系统就显得有必要；并且，我们知道常规开关磁阻电动机无法自启动及运行，此时完全可以靠连接开关磁阻电机的柴油机或其他动力装置先带动电机转起来，完成电动机工况前的自启动，无需专门的启动动力装置。

虽然开关磁阻电机，不管是为了产生正向转矩的电动机，还是产生负向转矩的发电机，转矩方向与其绕组中电流方向都无关；但是，一直以来，绝大多数的变流装置下开关磁阻发电机都直接发出直流电，作为电动机一般也都是使用直流电源供电；如果同一套电机系统，作为发电机时既能发电输出直流电供给直流负载，也能输出交流电供给交流负载，作为电动机时既能由直流电源供电，也能由交流电源供电，从而可极大的提高开关磁阻电机系统的适应性、灵活性。

目前针对开关磁阻发电机励磁阶段，由于希望励磁阶段时间尽可能短的同时尽可能大的励磁电流，以便为更宽的发电阶段以及更大的发电电流创造条件，从而提高发电输出能力，所以业界有众多的强化励磁的措施出现，如引入Z变换器、升降压斩波电路等等，但这些增加了电路复杂度，并且内部必然有可控开关管，也加大了控制系统的复杂度；简单的结构，尽量少的控制度的能强化励磁的励磁电路是所需要的。

谈到强化励磁，由于多数开关磁阻电机的每相绕组至少都分为两个支路分别绕制在两个不同的相对的定子凸极上，分化后的各个支路如果采用传统串联连接，则各个支路的电压为总励磁电压的几分之一，如果是并联连接则每个支路绕组电压都等于总励磁电压，也能起到强化励磁的效果。

在野外无电源地区，空中、海上等电网不能到达的地区，所需电能要来自于本身系统中的发电装置，所以，面对多样化的交直流电源，以及多样化的交直流负载，可以实现这种多样化功能的开关磁阻电机系统必然有一定的用武之地。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了只有一台开关磁阻电机，配合一套变流装置，可以实现发电/电动双用，交直流发电输出和适应交直流电源供电电动，快速强化励磁发电，并且相对非常简易结构的多样、灵活可控的开关磁阻电机变流器系统。

本发明的技术方案为：

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并联连接，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；