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专利号: 2019105840342
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-06-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.自变发电电压自充电的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、第十开关管、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、电感组成,所述蓄电池正极连接所述第一开关管阳极、所述第四开关管阳极、所述第七开关管阳极、所述电感一端,第一开关管阴极连接所述第一二极管阴极、所述第一相绕组一端,第一相绕组另一端连接所述第二开关管阳极、所述第三开关管阳极,第三开关管阴极连接所述第一电容器一端、所述第六开关管阴极、所述第九开关管阴极、所述第二电容器一端、所述第十开关管阳极,并作为所述变流系统的输出正极端,蓄电池负极连接第一二极管阳极、第二开关管阴极、第一电容器另一端、所述第二二极管阳极、所述第五开关管阴极、所述第三二极管阳极、所述第八开关管阴极、所述第六二极管阳极、所述第三电容器一端,并作为所述变流系统的输出负极端,第四开关管阴极连接第二二极管阴极、所述第二相绕组一端,第二相绕组另一端连接第五开关管阳极、第六开关管阳极,第七开关管阴极连接第三二极管阴极、所述第三相绕组一端,第三相绕组另一端连接第八开关管阳极、第九开关管阳极,第二电容器另一端连接第三电容器另一端、所述第四二极管阳极、所述第五二极管阴极,第四二极管阴极连接第十开关管阴极、所述第四电容器一端、电感另一端,第四电容器另一端连接第五二极管阳极、第六二极管阴极。

2.根据权利要求1所述的自变发电电压自充电的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,工作模式分为五种:

第一模式:闭合第一开关管和第三开关管,进入励磁阶段,根据转子位置信息当励磁阶段结束时关断第一开关管,进入发电阶段,当以上励磁阶段结束时第一相绕组电流没有达到所需值时,下一次轮到第一相绕组投入工作时,励磁阶段结束时断开第一开关管和第三开关管,并闭合第二开关管,增加一个续流阶段,根据转子位置信息到达续流阶段最大角度时关断第二开关管并闭合第三开关管,进入发电阶段,但如果在到达续流阶段最大角度之前第一相绕组电流达到所需值时,提前结束续流阶段即关断第二开关管并闭合第三开关管,进入发电阶段,根据转子位置信息发电阶段结束时关断第三开关管;此模式下输出电压即发电电压低于蓄电池两端电压;

第二模式:首先励磁阶段,此时闭合第一开关管,第二开关管和第三开关管交替开关,即第二开关管闭合时第三开关管断开,第二开关管断开时第三开关管闭合,对发电电压要求越大第二开关管闭合时间相对第三开关管闭合时间越长,根据转子位置信息励磁阶段结束时关断第一开关管、第二开关管,闭合第三开关管,进入发电阶段,根据转子位置信息发电阶段结束时关断第三开关管;

第三模式:闭合第一开关管和第二开关管,进入励磁阶段,根据转子位置信息当励磁阶段结束时关断第一开关管和第二开关管,闭合第三开关管,进入发电阶段,当以上励磁阶段结束时第一相绕组电流没有达到所需值时,下一次轮到第一相绕组投入工作时,励磁阶段结束时只关断第一开关管,增加一个续流阶段,根据转子位置信息到达续流阶段最大角度时关断第二开关管并闭合第三开关管,进入发电阶段,但如果在到达续流阶段最大角度之前第一相绕组电流达到所需值时,提前结束续流阶段即关断第二开关管并闭合第三开关管,进入发电阶段,根据转子位置信息发电阶段结束时关断第三开关管;

第四模式:发电阶段之前的模式与第三模式相同,发电阶段第二开关管断开,第三开关管闭合,第一开关管进行PWM开关模式,发电电压要求越大其PWM占空比越大,根据转子位置信息发电阶段即将结束之前先关断第一开关管,待根据转子位置信息发电阶段结束时关断第三开关管;

第五模式:发电阶段之前的模式与第三模式相同,发电阶段第一开关管、第三开关管闭合,第二开关管断开,根据转子位置信息发电阶段即将结束之前先关断第一开关管,待根据转子位置信息发电阶段结束时关断第三开关管;

第二相绕组和第三相绕组需投入工作时,工作模式与第一相绕组工作模式相同,对应关系为:第四开关管、第七开关管对应第一开关管,第二二极管、第三二极管对应第一二极管,第二相绕组、第三相绕组对应第一相绕组,第五开关管、第八开关管对应第二开关管,第六开关管、第九开关管对应第三开关管;

各相绕组根据转子位置信息每次实际工作中只能采用其中一种工作模式,具体采用哪种工作模式,根据所述变流系统对发电电压的要求而确定;

当检测到蓄电池电量低于下限值时,第十开关管按照PWM模式开关工作,其占空比大小根据蓄电池对充电电压的要求而定。