[发明专利]一种变励磁直升压开关磁阻发电机变流系统

说明书

一种变励磁直升压开关磁阻发电机变流系统，由六个开关管、十个二极管、七个电容器、直流隔离降压变压器、两个电感、耦合变压器组成，开关磁阻发电机的励磁和发电变流回路在无电感器件、开关管数量为两个公用开关管加每相绕组串联一个开关管的前提下，解决了直接高倍数升高输出发电电压的问题，同时严格根据转子位置信息发电结束时靠开关管直接关断相绕组电流，严格避免进入电动工况区降低性能和效率，而变励磁电压的变流回路中，解决了仅仅需要一个开关管就能实现连续变换励磁电压的问题，整个变流系统的结构简单、器件用量少、成本低，控制简易，可靠性高、利用率高、发电效率高；比较适合于各类动力驱动下高速开关磁阻发电机系统领域应用。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机系统领域，具体涉及一种直接高升压、可变励磁电压的高利用率高效率和低成本的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法。

背景技术

开关磁阻发电机越来越受到业界重视，但是靠传统方式下开关磁阻发电机直接发出的电能往往不能满足用户端的需要，需要对发电电压进行抬升，为了减少专门的升压环节，以及降低成本并提高可靠性，在开关磁阻发电机工作的励磁和发电变流系统中，考虑直接抬升电压成为重要方式，当然，升压的重要指标是对电压抬升的倍数，以及尽量少的开关管和其他器件用量。

在开关磁阻发电机运行中，各相绕组工作时分别进入励磁阶段和发电阶段，并分别先后分时进行，根据定转子相对位置信息决定各阶段工作，否则将进入开关磁阻电动机运行模式区间，会降低发电效率和运行性能，在开关磁阻发电机变流系统业界，大多数的变流结构及运行控制中，对于发电阶段结束即要求该相绕组电流降至零时，往往采用的是依靠开关磁阻发电机数学模型下电感进入最小平行区时相绕组受高反向电压而电流自然快速下降的原理实现，难免因为实际中情况而进入反向转矩区即电动机工况区域，降低效率和性能。

本发明人在近年首次提出了连续变励磁电压的开关磁阻发电机系统概念(孙冠群等.基于功率变换器与励磁电压扰动法的SRG风电MPPT控制[J].电力系统自动化，2017，41(2)：101-107.)，在业界取得重要共识，励磁电压作为一个新变量被引入，极大的为开关磁阻发电机系统的发展提供了重要的新鲜血液，并兼顾解决了强化励磁的问题；当然，在简化结构和控制复杂度并降低成本的指标指引下，研发越少的开关管等器件用量以及简易的控制是实现变励磁电压变流系统的重要研究方向。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种开关磁阻发电机励磁和发电变流中无电感直接高倍数抬高电压、最少开关管变励磁电压的高效率高利用率低成本的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法，适用于各类动力驱动下的高速开关磁阻发电机系统领域应用。

本发明的技术方案为：