一种直升压无隔离双馈高速开关磁阻发电机变流系统的制作方法

文档序号:19182144发布日期:2019-11-20 01:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种直升压无隔离双馈高速开关磁阻发电机变流系统,其特征是,包括:蓄电池、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、第八开关管、第九开关管、第一相绕组、第二相绕组、第三相绕组、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、第八二极管、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、第九电容器、第十电容器、电感、变压器,所述蓄电池正极连接所述第一开关管阳极、所述第二开关管阳极、所述第三开关管阳极、所述第十电容器正极、所述变压器一次侧绕组一端,蓄电池负极连接所述第四开关管阴极、所述第一电容器一端、所述第五开关管阴极、所述第三电容器负极、所述第九电容器一端、所述第七电容器一端、所述第九开关管阴极、所述第八二极管阳极、所述第十电容器负极,第一开关管阴极连接所述第一相绕组一端,第二开关管阴极连接所述第二相绕组一端,第三开关管阴极连接所述第三相绕组一端,第一相绕组另一端与第二相绕组另一端、第三相绕组另一端、所述第一二极管阳极、第四开关管阳极连接,第一二极管阴极连接所述第二二极管阳极、所述第三二极管阳极,第二二极管阴极连接第一电容器另一端、所述电感一端,第三二极管阴极连接所述第二电容器一端、所述第四二极管阳极,电感另一端连接第二电容器另一端、第五开关管阳极,第四二极管阴极连接第三电容器正极、所述第六开关管阳极、所述第四电容器一端、所述第五二极管阴极,第六开关管阴极连接第四电容器另一端、第五二极管阳极、所述第五电容器一端、所述第七开关管阳极、所述第六二极管阴极、所述第八电容器一端,第五电容器另一端连接第七开关管阴极、第六二极管阳极、第九电容器另一端、所述第六电容器一端、所述第八开关管阳极、所述第七二极管阴极,第六电容器另一端连接第八开关管阴极、第七二极管阳极、第七电容器另一端、第九开关管阳极、第八二极管阴极、变压器二次侧绕组一端,第八电容器另一端连接变压器一次侧绕组另一端、变压器二次侧绕组另一端;

所述开关磁阻发电机结构中的定转子凸极重叠系数为0,变压器一次侧绕组匝数除以二次侧绕组匝数大于1。

2.根据权利要求1所述的一种直升压无隔离双馈高速开关磁阻发电机变流系统的控制方法,其特征是,根据开关磁阻发电机运行原理,蓄电池作为励磁电源,根据转子位置信息,当需要第一相绕组通电工作时,闭合第一开关管、第四开关管,进入励磁阶段,根据转子位置信息励磁阶段结束后断开第四开关管,进入发电阶段,该阶段分为第五开关管的闭合与断开两种模式,第五开关管断开状态至少遵守如下两个条件之一,一是第一相绕组电流降至零时第五开关管断开,二是第三电容器侧电压骤降低于下限值时,第五开关管断开,否则,第五开关管在此发电阶段为闭合状态,根据转子位置信息发电阶段结束时断开第一开关管,同时第五开关管也为断开状态,第一开关管断开意味着第一相绕组工作结束;第二相绕组、第三相绕组需要通电工作时,工作控制模式与第一相绕组通电工作相同,第二开关管、第三开关管对应第一开关管,第二相绕组、第三相绕组对应第一相绕组;

当检测到蓄电池电量低于下限值时,起动为蓄电池充电的工作,第六开关管作为主开关,所需开关管控制步骤如下,并循环进行:

步骤一:同时给第七开关管和第九开关管闭合驱动信号;

步骤二:同时给第七开关管和第九开关管断开驱动信号;

步骤三:给第六开关管和第八开关管闭合驱动信号,但二者相互错开不同时,第八开关管滞后;

步骤四:同时给第六开关管和第八开关管断开驱动信号;

在以上步骤满足的前提下,各个开关管的占空比可调,以满足输出充电需要;

当检测到蓄电池电量高于下限值,并且第三电容器侧的负载端负载过大、电压骤降低于下限值时,起动蓄电池经变流后的直接供电的工作,第九开关管作为主开关,所需开关管控制步骤如下,并循环进行:

步骤一:给第七开关管和第九开关管闭合驱动信号,但二者相互错开不同时,第七开关管滞后;

步骤二:同时给第七开关管和第九开关管断开驱动信号;

步骤三:同时给第六开关管和第八开关管闭合驱动信号;

步骤四:同时给第六开关管和第八开关管断开驱动信号;

在以上步骤满足的前提下,各个开关管的开关占空比可调,以满足输出侧的需要。


技术总结
一种直升压无隔离双馈高速开关磁阻发电机变流系统,包括蓄电池、九个开关管、三相绕组、八个二极管、十个电容器、电感、变压器,控制励磁与发电的主电路为各相绕组共用,简化了结构,并实现直接升压,同时解决了励磁阶段不能发电输出的问题,也解决了发电输出与励磁供电解耦的问题,即发电输出不依赖于发电机状态而独立控制,适应了极端情况下紧急发电输出的需要;蓄电池可正向自动充电,也可以在极端情况下需要时反向馈能,实现相绕组发电输出和蓄电池反向馈能双馈,增强了发电系统的适应性和发电效益;全系统无隔离环节,总体结构简单实用;适用于包括各类动力驱动下,以及不同输出侧状态的各类中小功率高速开关磁阻发电机系统领域。

技术研发人员:孙冠群;戴金耀;宋春伟
受保护的技术使用者:中国计量大学
技术研发日:2019.08.20
技术公布日:2019.11.19
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