[发明专利]一种高速开关磁阻发电机变流系统

说明书

一种高速开关磁阻发电机变流系统，由三相绕组、十八个二极管、十五个电容器、六个开关管组成的三相绕组的相同结构的变流电路，以及变励磁变流电路组成；各相绕组的变流电路结构相同、并联连接，所以可扩展性强；自励模式下的变励磁变流电路的结构和控制方法下，可宽范围根据需要调节励磁电压；各相绕组变流电路并联连接直接获得高电压，节省了部分变流环节；由于各相绕组变流电路开关管工作于单脉波模式，开关损耗低；同时本发明可支持实现最新的连续运行模式；每相绕组分拆单独获取励磁电压提升了励磁能力；并且全系统控制方法简易，适合于当前应用高速开关磁阻发电机的各个领域。

技术领域

本发明涉及开关磁阻发电机系统领域，具体涉及一种高速开关磁阻发电机的变流器及其控制方法。

背景技术

开关磁阻电机结构简单、成本低，转子上无绕组，散热压力小，作为发电机，具有相当大的应用价值。

目前商业化应用较为成熟的开关磁阻发电机系统，大多为高速运行的较多。

在应用开关磁阻发电机的众多领域，往往需要相比其直接发电输出的电压要高得多的电压，就需要再增加升高电压的电路来完成，如果直接得到高电压，则传统的方式自然是不同相绕组发电回路输出后串联，但由于开关磁阻发电机分时工作的特性，电能质量低。

开关磁阻发电机工作中分为励磁和发电两大阶段并分时进行，励磁阶段吸收电能，发电阶段释放电能，所以为了获得正功率输出，发电阶段释放的电能要尽量更多于励磁阶段吸收的电能，这就需要励磁阶段的储能运行时时间尽量短，电流上升尽量快；而开关磁阻发电机的各相绕组，现实中每相绕组大多并非只有一套绕组，大多为两套或两套的整数倍，这就为分开励磁进而增加励磁电压提高励磁电流建立速度提供了客观条件。

目前，国际上，黑山共和国波德戈里察大学开关磁阻电机课题组实现了开关磁阻发电机运行时各相绕组电流全时连续的运行方式，但目前多数变流系统并不能很好的支持这种方式，譬如需要众多的开关管在PWM模式下运行，造成大量开关损耗。

考虑到输入的机械动力不稳，或者负载变化时，往往需要可以根据这些周围状况的变化而自动调整输出电能量或者提高电能输出能力，励磁电源的可调性是重要的方便的运行调控模式，但目前多数可变励磁的变流系统大多变化范围有限，很少能有最高和最低之比大于3的，范围窄，限制了变流系统的更大的灵活性和适应性。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种针对高速开关磁阻发电机的变流系统结构及其控制方法，具备可扩展性强、开关损耗低、适应连续运行模式、加倍励磁、并联即可直接抬高电压、励磁电源变化范围宽的特点。

本发明的技术方案为：