[发明专利]自强励双向高压增益交错开关磁阻电机功率变换器系统

摘要

自强励双向高压增益交错开关磁阻电机功率变换器系统，由主电路、起励电源、双向DC‑AC‑DC组成，主电路、起励电源、双向DC‑AC‑DC相互连接；主电路减少了开关管用量，每相绕组分为两个分支并联，获得强化励磁，以及发电能力提升或转矩快速反应的技术效果；双向DC‑AC‑DC保证了开关磁阻电机可以正向发电和反向电动双功能，同时具备隔离、高频变压及高电压增益功能，反向电动运行时的交错控制方式可降低转矩脉动降低噪声，减小了体积，提升了适应性和可靠性；该系统特别适合于需要分时段发电/电动运行的电机系统领域，包括变速开关磁阻风力发电系统、抽水蓄能电站发电‑电动系统、汽车及航空领域的发电/电动系统等。

主权项

1.自强励双向高压增益交错开关磁阻电机功率变换器系统，由主电路、起励电源、双向DC‑AC‑DC组成，其技术特征是，所述主电路、所述起励电源、所述双向DC‑AC‑DC相互连接；主电路由第一支主电路和第二支主电路组成，所述第一支主电路和所述第二支主电路并联连接；第一支主电路由第一二极管、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、第七二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一相绕组第一支绕组、第一相绕组第二支绕组、第二相绕组第一支绕组、第二相绕组第二支绕组组成，所述第一二极管阴极、所述第一开关管阳极、所述第三二极管阴极短接并作为第一支主电路即主电路正极端，所述第二开关管阴极、所述第二二极管阳极、所述第三开关管阴极短接并作为第一支主电路即主电路负极端，第一二极管阳极与第二开关管阳极以及所述第一相绕组第一支绕组一端和所述第一相绕组第二支绕组一端连接，第一相绕组第一支绕组另一端连接所述第四二极管阴极，第一相绕组第二支绕组另一端连接所述第五二极管阴极，第四二极管阳极和第五二极管阳极连接并与第一开关管阴极、第二二极管阴极、所述第六二极管阳极、所述第七二极管阳极连接，第六二极管阴极连接所述第二相绕组第一支绕组一端，第七二极管阴极连接所述第二相绕组第二支绕组一端，第二相绕组第一支绕组另一端、第二相绕组第二支绕组另一端、第三开关管阳极、第三二极管阳极连接；第二支主电路由第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十四二极管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第三相绕组第一支绕组、第三相绕组第二支绕组、第四相绕组第一支绕组、第四相绕组第二支绕组组成，所述第八二极管阴极、所述第四开关管阳极、所述第十二极管阴极短接并作为第二支主电路即主电路正极端，所述第五开关管阴极、所述第九二极管阳极、所述第六开关管阴极短接并作为第二支主电路即主电路负极端，第八二极管阳极与第五开关管阳极以及所述第三相绕组第一支绕组一端和所述第三相绕组第二支绕组一端连接，第三相绕组第一支绕组另一端连接所述第十一二极管阴极，第三相绕组第二支绕组另一端连接所述第十二二极管阴极，第十一二极管阳极和第十二二极管阳极连接并与第四开关管阴极、第九二极管阴极、所述第十三二极管阳极、所述第十四二极管阳极连接，第十三二极管阴极连接所述第四相绕组第一支绕组一端，第十四二极管阴极连接所述第四相绕组第二支绕组一端，第四相绕组第一支绕组另一端、第四相绕组第二支绕组另一端、第六开关管阳极、第十二极管阳极连接；起励电源由蓄电池、第十五二极管、第七开关管组成，所述蓄电池正极与所述第十五二极管阳极、所述第七开关管阴极连接，第十五二极管阴极与第七开关管阳极连接并作为励磁电源正极端即主电路正极端，蓄电池负极作为励磁电源负极端即主电路负极端；双向DC‑AC‑DC由第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、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、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第二十开关管、第二十一开关管、第二十二开关管、第二十三开关管、第二十四开关管、第二十五开关管、第二十六开关管、第二十七开关管、第二十八开关管、第二十九开关管、第三十开关管、第三十一开关管、第三十二开关管、第三十三开关管、第三十四开关管、第三十五开关管、第十六二极管、第十七二极管、第十八二极管、第十九二极管、第二十二极管、第二十一二极管、第二十二二极管、第二十三二极管、第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管、第二十七二极管、第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一继电器、第二继电器组成，所述第一电容器正极连接所述第八开关管阳极、所述第九开关管阴极、所述第十开关管阳极、所述第十一开关管阴极、所述第十六开关管阳极、所述第十七开关管阴极、所述第十八开关管阳极、所述第十九开关管阴极、所述第二十四开关管阳极、所述第二十五开关管阴极、所述第二十六开关管阳极、所述第二十七开关管阴极并连接主电路正极端，第一电容器负极连接所述第十二开关管阴极、所述第十三开关管阳极、所述第十四开关管阴极、所述第十五开关管阳极、所述第二十开关管阴极、所述第二十一开关管阳极、所述第二十二开关管阴极、所述第二十三开关管阳极、所述第二十八开关管阴极、所述第二十九开关管阳极、所述第三十开关管阴极、所述第三十一开关管阳极并连接主电路负极端，第八开关管阴极、第九开关管阳极、第十二开关管阳极、第十三开关管阴极连接并与所述第一变压器一次侧绕组一端连接，第十开关管阴极、第十一开关管阳极、第十四开关管阳极、第十五开关管阴极连接并与第一变压器一次侧绕组另一端连接，第十六开关管阴极、第十七开关管阳极、第二十开关管阳极、第二十一开关管阴极连接并与所述第二变压器一次侧绕组一端连接，第十八开关管阴极、第十九开关管阳极、第二十二开关管阳极、第二十三开关管阴极连接并与第二变压器一次侧绕组另一端连接，第二十四开关管阴极、第二十五开关管阳极、第二十八开关管阳极、第二十九开关管阴极连接并与所述第三变压器一次侧绕组一端连接，第二十六开关管阴极、第二十七开关管阳极、第三十开关管阳极、第三十一开关管阴极连接并与第三变压器一次侧绕组另一端连接，第一变压器二次侧绕组一端与所述第十七二极管阳极、所述第十九二极管阴极、所述第三十二开关管阴极、所述第三十三开关管阳极连接，第一变压器二次侧绕组另一端与所述第十六二极管阳极、所述第十八二极管阴极、所述第一继电器第二端子连接，第十六二极管阴极、第十七二极管阴极、第三十二开关管阳极、所述第二电容器正极连接并作为发电状态时输出正极端以及电动状态时输入直流电源正极端，第十八二极管阳极、第十九二极管阳极、第一继电器第一端子连接，第一继电器主端子与第二电容器负极、所述第三电容器正极、所述第三十四开关管阳极、所述第二十二极管阴极、所述第二十一二极管阴极连接，第二变压器二次侧绕组一端与第二十一二极管阳极、所述第二十三二极管阴极、第三十四开关管阴极、所述第三十五开关管阳极连接，第二变压器二次侧绕组另一端与所述第二十二二极管阴极、第二十二极管阳极、所述第二继电器第二端子连接，第二十二二极管阳极、第二十三二极管阳极、第二继电器第一端子连接，第二继电器主端子与第三十三开关管阴极、第三电容器负极、所述第四电容器正极、所述第二十四二极管阴极、所述第二十五二极管阴极连接，第三变压器二次侧绕组一端与第二十五二极管阳极、所述第二十七二极管阴极连接，第三变压器二次侧绕组另一端与第二十四二极管阳极、所述第二十六二极管阴极连接，第二十六二极管阳极、第二十七二极管阳极、第三十五开关管阴极、第四电容器负极连接并作为发电状态时输出负极端以及电动状态时输入直流电源负极端。