[发明专利]反极性直升压自励变励磁开关磁阻发电机变流系统

权利要求书

1.反极性直升压自励变励磁开关磁阻发电机变流系统，其特征是，包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第一相绕组、第二相绕组、第三相绕组、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、第七电容器、第八电容器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一电感、第二电感、第三电感、变压器，所述第一开关管阴极连接所述第一相绕组一端、所述第二相绕组一端、所述第三相绕组一端、所述第一电容器一端、所述第一二极管阴极，第一相绕组另一端连接所述第二开关管阳极，第二相绕组另一端连接所述第三开关管阳极，第三相绕组另一端连接所述第四开关管阳极，第一电容器另一端连接所述第一电感一端、所述第二二极管阴极、所述第三电容器一端，第一二极管阳极连接所述第二电容器一端、第一电感另一端，第二二极管阳极连接所述第二电感一端、所述第四电容器一端、所述第五电容器一端，第三电容器另一端连接第二电感另一端、所述第三二极管阴极，第三二极管阳极连接第五电容器另一端、所述第四二极管阴极、所述第五开关管阴极、所述变压器一次侧绕组一端，第四电容器另一端连接第二开关管阴极、第三开关管阴极、第四开关管阴极、第二电容器另一端、所述第三电感一端、所述第六二极管阳极、所述第八电容器一端，第一开关管阳极连接所述第五二极管阴极、所述第七电容器一端，第五二极管阳极连接第六二极管阴极、变压器二次侧绕组一端，第七电容器另一端连接第八电容器另一端、变压器二次侧绕组另一端，第三电感另一端连接第五开关管阳极、所述第六电容器一端、所述第六开关管阳极，第四二极管阳极连接第六电容器另一端、所述第七开关管阴极，第六开关管阴极连接第七开关管阳极、变压器一次侧绕组另一端；

第五开关管、第六开关管、第七开关管均为带有反并联二极管的全控型电力电子开关器件；变压器为降压变压器；第一开关管阳极和第二开关管阴极之间为励磁输出端，串联的第四电容器和第五电容器两端为发电输出端。

2.根据权利要求1所述的反极性直升压自励变励磁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，第一开关管、第二开关管闭合，进入励磁阶段，来自串联的第七电容器和第八电容器端的励磁电源经由第一开关管和第二开关管给第一相绕组充电励磁，同时，励磁电源与第二电容器一起经由第一开关管向第一电容器和第一电感充电，励磁电源和第四电容器一起经由第一开关管向第三电容器和第二电感以及回路中的第一电容器充电，此时发电输出端所需电能由第四电容器和第五电容器提供；根据转子位置信息待励磁阶段需结束时，断开第一开关管，进入发电阶段，此时第一相绕组的储能除向第二电容器充电外，并与第一电容器、第一电感、第三电容器、第二电感一起向发电输出端输出电能，以及向第四电容器和第五电容器充电；根据转子位置信息发电阶段需结束时，断开第二开关管，第一相绕组工作结束；

根据转子位置信息，当第二相绕组、第三相绕组需投入工作时，工作模式与第一相绕组相同，涉及的不同器件具体对应关系为：第三开关管、第四开关管对应第二开关管，其余器件共用；

励磁电源即第七电容器与第八电容器串联后输出端由第五开关管、第六开关管、第七开关管按照PWM模式控制，通过对各个开关管占空比的调节，改变输出的励磁电源电压，以满足系统要求，为了励磁电源正常工作，以及应第五开关管、第六开关管、第七开关管的开关作业的吸收缓冲保护、软开关的需求，该三个开关管的工作遵循如下方法：

第五开关管、第六开关管、第七开关管的开关周期、频率相同；第六开关管和第七开关管互补开关工作，但又不同时开关，即前开关管断开时，后开关管暂缓闭合，闭合与断开不同时；第五开关管的占空比等于第六开关管的占空比，但是，第五开关管的PWM一周期内高电平分为三段，其第一段的闭合点与第六开关管闭合点相同，断开后在第二段的闭合点必须在第六开关管断开前，第二段的断开点与第六开关管断开点相同，并且第二段和第一段的高电平宽度相等，第三段闭合点为其第一段断开点延后半周期处；

基于以上约束下，要求第五开关管的占空比需大于0.25；变压器降压比低于0.2。