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专利号: 2019105840357
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:2024-11-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直升压双馈开关磁阻发电机变流系统,其特征是,包括:蓄电池、主电路、充电与馈能电路、双向隔离器、输出电容器,所述蓄电池正负极两端分别连接所述主电路输入正负极两端,也分别连接所述充电与馈能电路输出正负极两端,主电路输出正负极两端分别连接所述输出电容器正负极两端,也分别连接所述双向隔离器输入正负极两端,双向隔离器输出正负极两端分别连接充电与馈能电路输入正负极两端;

主电路包括第一相电路、第二相电路、第三相电路,所述第一相电路、所述第二相电路、所述第三相电路结构相同,它们的输入正负极两端并联连接,即第一相电路、第二相电路、第三相电路各自输入正极端相连并作为主电路输入正极端,第一相电路、第二相电路、第三相电路各自输入负极端相连并作为主电路输入负极端,第一相电路、第二相电路、第三相电路的输出正负极两端并联连接,即第一相电路、第二相电路、第三相电路各自输出正极端相连并作为主电路输出正极端,第一相电路、第二相电路、第三相电路各自输出负极端相连并作为主电路输出负极端;

第一相电路包括第一开关管、第二开关管、第一相绕组第一支绕组、第一相绕组第二支绕组、第一电容器、第二电容器、第一二极管、第二二极管、第三二极管,所述第一开关管阳极连接所述第一相绕组第二支绕组一端,并作为第一相电路输入正极端,第一开关管阴极连接所述第一相绕组第一支绕组一端、所述第一电容器一端、所述第二二极管阴极,第一相绕组第二支绕组另一端连接所述第二开关管阳极、所述第一二极管阳极、所述第二电容器一端,第二开关管阴极连接第一相绕组第一支绕组另一端,并作为第一相电路输入负极端,第一电容器另一端连接第一二极管阴极、所述第三二极管阳极,第二二极管阳极连接第二电容器另一端,并作为第一相电路输出负极端,第三二极管阴极作为第一相电路输出正极端;

第二相电路包括第三开关管、第四开关管、第二相绕组第一支绕组、第二相绕组第二支绕组、第三电容器、第四电容器、第四二极管、第五二极管、第六二极管,所述第三开关管阳极连接所述第二相绕组第二支绕组一端,并作为第二相电路输入正极端,第三开关管阴极连接所述第二相绕组第一支绕组一端、所述第三电容器一端、所述第五二极管阴极,第二相绕组第二支绕组另一端连接所述第四开关管阳极、所述第四二极管阳极、所述第四电容器一端,第四开关管阴极连接第二相绕组第一支绕组另一端,并作为第二相电路输入负极端,第三电容器另一端连接第四二极管阴极、所述第六二极管阳极,第五二极管阳极连接第四电容器另一端,并作为第二相电路输出负极端,第六二极管阴极作为第二相电路输出正极端;

第三相电路包括第五开关管、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、第五电容器、第六电容器、第七二极管、第八二极管、第九二极管,所述第五开关管阳极连接所述第三相绕组第二支绕组一端,并作为第三相电路输入正极端,第五开关管阴极连接所述第三相绕组第一支绕组一端、所述第五电容器一端、所述第八二极管阴极,第三相绕组第二支绕组另一端连接所述第六开关管阳极、所述第七二极管阳极、所述第六电容器一端,第六开关管阴极连接第三相绕组第一支绕组另一端,并作为第三相电路输入负极端,第五电容器另一端连接第七二极管阴极、所述第九二极管阳极,第八二极管阳极连接第六电容器另一端,并作为第三相电路输出负极端,第九二极管阴极作为第三相电路输出正极端;

第一相绕组第一支绕组、第一相绕组第二支绕组构成第一相绕组,第二相绕组第一支绕组、第二相绕组第二支绕组构成第二相绕组,第三相绕组第一支绕组、第三相绕组第二支绕组构成第三相绕组;

充电与馈能电路包括第七电容器、第八电容器、第九电容器、第十电容器、第十一电容器、第十二电容器、第十三电容器、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、变压器,所述第七电容器一端连接所述第九开关管阳极、所述第十二二极管阴极、所述第十一电容器一端,并作为充电与馈能电路输入正极端,第七电容器另一端连接所述第八电容器一端、所述变压器二次侧绕组一端,第八电容器另一端连接所述第十开关管阴极、所述第十三二极管阳极、所述第十二电容器一端,并作为充电与馈能电路输入负极端,第九开关管阴极连接第十二二极管阳极、第十一电容器另一端、所述第八开关管阳极、所述第十一二极管阴极、所述第十电容器一端、所述第十三电容器一端,第十开关管阳极连接第十三二极管阴极、第十二电容器另一端、所述第七开关管阴极、所述第十二极管阳极、所述第九电容器一端,并作为充电与馈能电路输出负极端,第七开关管阳极连接第十二极管阴极、第九电容器另一端、第八开关管阴极、第十一二极管阳极、第十电容器另一端、变压器一次侧绕组一端、变压器二次侧绕组另一端,变压器一次侧绕组另一端连接第十三电容器另一端,并作为充电与馈能电路输出正极端,变压器两侧的绕组反极性。

2.根据权利要求1所述的一种直升压双馈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及其转子位置信息,当需要第一相绕组投入工作时,第一相电路投入工作,首先闭合第一开关管和第二开关管,进入励磁阶段,根据转子位置信息励磁阶段结束后,断开第一开关管和第二开关管,进入发电阶段;

根据转子位置信息当需要第二相绕组、第三相绕组投入工作时,对应的第二相电路、第三相电路分别投入工作,工作模式与第一相电路完全相同,具体开关器件对应关系为:第三开关管、第五开关管对应第一开关管,第四开关管、第六开关管对应第二开关管;

当检测到蓄电池电量低于下限值时,充电与馈能电路投入工作,正向运行,充电与馈能电路输出电能向蓄电池充电,充电与馈能电路正向工作步骤如下:步骤一:第十开关管闭合;

步骤二:第八开关管闭合;

步骤三:第八开关管、第十开关管断开;

步骤四:第九开关管闭合;

步骤五:第九开关管断开;

以上步骤循环进行,基于以上步骤满足条件下,根据蓄电池需要,可调节如上步骤中各个开关管占空比,改变充电与馈能电路正向输出充电电压和电流。

当蓄电池电量高于下限值,并且输出电容器侧负载过大电压低于下限值时,充电与馈能电路反向运行馈能,将蓄电池电能反向转换输出,充电与馈能电路反向工作步骤如下:步骤一:第七开关管闭合;

步骤二:第七开关管断开;

步骤三:第八开关管闭合;

步骤四:第八开关管断开;

以上步骤循环进行,基于以上步骤满足条件下,根据输出电容器侧负载需要,可调节如上步骤中各个开关管占空比,改变充电与馈能电路反向输出馈能电压和电流。