[发明专利]一种双馈开关磁阻发电机变流系统

权利要求书

1.一种双馈开关磁阻发电机变流系统，其特征是，包括：蓄电池、变流主电路、励磁充电与馈能电路、输出电容器，所述蓄电池正负极两端分别连接所述变流主电路输入正负极两端，同时分别连接所述励磁充电与馈能电路输出正负极两端，变流主电路输出正负极两端分别连接励磁充电与馈能电路输入正负极两端，同时分别连接输出电容器正负极两端；

变流主电路由第一相电路、第二相电路、第三相电路组成，三者结构完全相同，它们各自的输入正负极两端分别相连，它们的输出正负极两端分别相连，它们的输入正负极两端分别作为变流主电路的输入正负极两端，它们的输出正负极两端分别作为变流主电路的输出正负极两端；

所述的第一相电路由第一相绕组、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一开关管、第二开关管、第一电容器、第二电容器组成，所述第一相绕组一端连接所述第四二极管阳极，并作为第一相电路输入正极端，第一相绕组另一端连接所述第一二极管阳极、所述第二开关管阳极、所述第二电容器一端，第一二极管阴极连接所述第一开关管阳极、所述第一电容器一端，第一开关管阴极连接所述第二二极管阴极，并作为第一相电路输入负极端，第二二极管阳极连接第一电容器另一端、第二开关管阴极、所述第三二极管阴极，第三二极管阳极连接第二电容器另一端，并作为第一相电路输出负极端，第四二极管阴极作为第一相电路输出正极端；

所述的第二相电路由第二相绕组、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第三开关管、第四开关管、第三电容器、第四电容器组成，所述第二相绕组一端连接所述第八二极管阳极，并作为第二相电路输入正极端，第二相绕组另一端连接所述第五二极管阳极、所述第四开关管阳极、所述第四电容器一端，第五二极管阴极连接所述第三开关管阳极、所述第三电容器一端，第三开关管阴极连接所述第六二极管阴极，并作为第二相电路输入负极端，第六二极管阳极连接第三电容器另一端、第四开关管阴极、所述第七二极管阴极，第七二极管阳极连接第四电容器另一端，并作为第二相电路输出负极端，第八二极管阴极作为第二相电路输出正极端；

所述的第三相电路由第三相绕组、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第五开关管、第六开关管、第五电容器、第六电容器组成，所述第三相绕组一端连接所述第十二二极管阳极，并作为第三相电路输入正极端，第三相绕组另一端连接所述第九二极管阳极、所述第六开关管阳极、所述第六电容器一端，第九二极管阴极连接所述第五开关管阳极、所述第五电容器一端，第五开关管阴极连接所述第十二极管阴极，并作为第三相电路输入负极端，第十二极管阳极连接第五电容器另一端、第六开关管阴极、所述第十一二极管阴极，第十一二极管阳极连接第六电容器另一端，并作为第三相电路输出负极端，第十二二极管阴极作为第三相电路输出正极端；

励磁充电与馈能电路由第七电容器、第八电容器、第九电容器、第十电容器、第十三二极管、第十四二极管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、变压器、电感组成，所述第七电容器一端、所述第九电容器一端、所述第十三二极管阴极、所述第十五开关管阳极连接，并作为励磁充电与馈能电路输入正极端，所述第八电容器一端、所述第十电容器一端、所述第十四二极管阳极、所述第十六开关管阴极连接，并作为励磁充电与馈能电路输入负极端，所述变压器二次侧绕组一端与第七电容器另一端、第十三二极管阳极、第十五开关管阴极、第八电容器另一端、第十四二极管阴极、第十六开关管阳极连接，变压器二次侧绕组另一端与第九电容器另一端、第十电容器另一端连接，变压器一次侧绕组一端与所述第七开关管阴极、所述第八开关管阳极、所述第九开关管阳极、所述第十开关管阴极连接，变压器一次侧绕组另一端与所述第十一开关管阴极、所述第十二开关管阳极、所述第十三开关管阳极、所述第十四开关管阴极连接，第七开关管阳极、第八开关管阴极、第十一开关管阳极、第十二开关管阴极连接，并与所述电感一端连接，电感另一端作为励磁充电与馈能电路输出正极端，第九开关管阴极、第十开关管阳极、第十三开关管阴极、第十四开关管阳极连接，并作为励磁充电与馈能电路输出负极端。

2.根据权利要求1所述的一种双馈开关磁阻发电机变流系统的控制方法，其特征是，开关磁阻发电机运行中，根据转子位置信息，当第一相绕组需投入工作时，第一相电路投入工作，首先是励磁阶段，第一开关管和第二开关管同时闭合导通，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第一开关管和第二开关管，进入发电阶段；当第二相绕组需投入工作时，相应的首先是第三开关管和第四开关管同时闭合导通进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第三开关管和第四开关管，进入发电阶段；当第三相绕组需投入工作时，相应的首先是第五开关管和第六开关管同时闭合导通进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第五开关管和第六开关管，进入发电阶段；

当检测到蓄电池电量低于下限值时，励磁充电与馈能电路开始正向变流工作，向蓄电池充电，当变流主电路处于工作状态时，则同时提供励磁电能，励磁充电与馈能电路正向变流工作时分为如下十一个开关工作步骤，并循环：

步骤一：第八开关管和第十四开关管闭合导通；

步骤二：第十二开关管闭合导通；

步骤三：第八开关管断开；

步骤四：第十开关管和第十六开关管闭合导通；

步骤五：第十四开关管断开；

步骤六：第十六开关管断开；

步骤七：第八开关管闭合导通；

步骤八：第十二开关管断开；

步骤九：第十四开关管和第十五开关管闭合导通；

步骤十：第十开关管断开；

步骤十一：第十五开关管断开；

基于以上工作步骤下，步骤一到步骤十一的十一个步骤中所述各个开关管占空比在其可调节范围内可调，以便满足对蓄电池充电以及变流主电路励磁需求；

当蓄电池电量高于下限值，输出电容器侧所需电能过大并且变流主电路无法满足时，励磁充电与馈能电路反向变流工作，将蓄电池电能变流提供给输出电容器侧，励磁充电与馈能电路反向变流工作时分为如下十一个开关工作步骤，并循环：

步骤一：第九开关管和第十一开关管闭合导通；

步骤二：第十三开关管闭合导通；

步骤三：第九开关管断开；

步骤四：第七开关管和第十六开关管闭合导通；

步骤五：第十一开关管断开；

步骤六：第十六开关管断开；

步骤七：第九开关管闭合导通；

步骤八：第十三开关管断开；

步骤九：第十一开关管和第十五开关管闭合导通；

步骤十：第七开关管断开；

步骤十一：第十五开关管断开；

基于以上励磁充电与馈能电路反向变流工作步骤下，步骤一到步骤十一的十一个步骤中所述各个开关管占空比在其可调节范围内可调，以便满足对输出电容侧供电的需要。