发明内容
[0005] 根据以上的背景技术，本发明就提出了一种直接升压、励磁发电双馈、充电质量高、可强化励磁、全系共地、适应相绕组全域电流连续的开关磁阻发电机变流系统及其控制方法，适用于各种动力输入和输出侧为负载或电网的各类中小功率高速开关磁阻发电机系统应用领域。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007] 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、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、第十一开关管、第十二开关管、第一相绕组第一支绕组、第一相绕组第二支绕组、第二相绕组第一支绕组、第二相绕组第二支绕组、第三相绕组第一支绕组、第三相绕组第二支绕组、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、第十一电容器、第十二电容器、第十三电容器、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、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、变压器、第一电感、第二电感，所述蓄电池正极连接所述第一开关管阳极、所述第三开关管阳极、所述第五开关管阳极、所述第一电感一端、所述第二电感一端，蓄电池负极连接所述第二开关管阴极、所述第二电容器一端、所述第四开关管阴极、所述第五电容器一端、所述第六开关管阴极、所述第八电容器一端、所述第十电容器负极、所述第十一电容器一端、所述第七开关管阴极、所述第九开关管阴极，第一开关管阴极连接所述第一相绕组第一支绕组一端、第一相绕组第一支绕组另一端连接所述第一电容器一端、所述第一二极管阳极、第二开关管阳极，第一电容器另一端连接所述第二二极管阴极、所述第三二极管阳极，第二二极管阳极连接所述第三电容器一端、所述第一相绕组第二支绕组一端，第一相绕组第二支绕组另一端连接第一二极管阴极、第二电容器另一端，第三二极管阴极连接第三电容器另一端、所述第四二极管阳极，第三开关管阴极连接所述第二相绕组第一支绕组一端、第二相绕组第一支绕组另一端连接所述第四电容器一端、所述第五二极管阳极、第四开关管阳极，第四电容器另一端连接所述第六二极管阴极、所述第七二极管阳极，第六二极管阳极连接所述第六电容器一端、所述第二相绕组第二支绕组一端，第二相绕组第二支绕组另一端连接第五二极管阴极、第五电容器另一端，第七二极管阴极连接第六电容器另一端、所述第八二极管阳极，第五开关管阴极连接所述第三相绕组第一支绕组一端、第三相绕组第一支绕组另一端连接所述第七电容器一端、所述第九二极管阳极、第六开关管阳极，第七电容器另一端连接所述第十二极管阴极、所述第十一二极管阳极，第十二极管阳极连接所述第九电容器一端、所述第三相绕组第二支绕组一端，第三相绕组第二支绕组另一端连接第九二极管阴极、第八电容器另一端，第十一二极管阴极连接第九电容器另一端、所述第十二二极管阳极，第十二二极管阴极连接第四二极管阴极、第八二极管阴极、第十电容器正极、所述第十三电容器一端、所述第十二开关管阳极，第十一电容器另一端连接所述第十二电容器一端、所述第八开关管阳极、所述第十开关管阳极、所述第十一开关管阴极，第八开关管阴极连接所述变压器一次侧绕组一端、第七开关管阳极、第一电感另一端，第十开关管阴极连接变压器一次侧绕组另一端、第九开关管阳极、第二电感另一端，第十一开关管阳极连接第十二开关管阴极、变压器二次侧绕组一端，第十二电容器另一端连接第十三电容器另一端、变压器二次侧绕组另一端；
[0008] 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；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、第九电容器完全相同；第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管均为带有反并联二极管的电力MOSFET器件。
[0009] 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，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，第一开关管和第二开关管闭合，进入励磁阶段，励磁阶段结束时，断开第二开关管，进入发电阶段；
[0010] 第二相绕组、第三相绕组需投入工作时，他们的控制模式与第一相绕组控制模式完全相同，具体第三开关管、第五开关管对应第一开关管，第二相绕组第一支绕组、第三相绕组第一支绕组对应第一相绕组第一支绕组，第二相绕组第二支绕组、第三相绕组第二支绕组对应第一相绕组第二支绕组，第四开关管、第六开关管对应第二开关管；
[0011] 运行中当检测到蓄电池电量低于下限值需要正向充电，或者蓄电池电量高于下限值并且第十电容器侧即输出侧需要更多电能而需控制蓄电池反向输出馈能时，第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管进入PWM工作状态，具体控制模式如下：
[0012] 当为蓄电池正向充电时，第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管具有相同的PWM占空比，并且频率相同；第七开关管和第八开关管互补开关，第九开关管和第十开关管互补开关，第十一开关管和第十二开关管互补开关，并且互补的开关管不存在同时闭合状态出现；第七开关管和第十开关管同时开关，第八开关管和第九开关管同时开关；第七开关管闭合角度滞后于第十一开关管闭合角度，滞后的角度区间小于各开关管闭合开通角度区间；
[0013] 当蓄电池反向输出馈能时，第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管具有相同的PWM占空比，并且频率相同；第七开关管和第八开关管互补开关，第九开关管和第十开关管互补开关，第十一开关管和第十二开关管互补开关，并且互补的开关管不存在同时闭合状态出现；第七开关管和第十开关管同时开关，第八开关管和第九开关管同时开关；第七开关管闭合角度超前于第十一开关管闭合角度，超前的角度区间小于各开关管闭合开通角度区间；
[0014] 通过改变变压器变比，或者调节各开关管占空比、开关频率，以及第七开关管和第十一开关管的闭合角度差，可调节蓄电池正向充电电压电流或蓄电池反向馈能输出电压电流。
[0015] 本发明的技术效果主要有：
[0016] (1)本发明的结构下每相绕组均分为两个支绕组，励磁时分别励磁，而不是串联低压励磁，起到强化励磁效果，同时，发电时两个支绕组又是串联模式，并且也与蓄电池串联，从而极大的并且是靠自身变流电路直接提升了输出侧发电电压，每相绕组变流开关管数量与传统不对称半桥相同均仅需两个开关管，所以性价比高。
[0017] (2)本发明的变流系统结构，可适应各相绕组断续这种传统模式，也能适应新出现的每相绕组全域电流连续的新模式，只要控制将第一开关管、第三开关管、第五开关管常闭即可运行中帮助实现各相绕组电流连续，切换非常方便、简单，提高了本发明的适应面。
[0018] (3)虽然蓄电池正向充电需采自系统输出侧的电能，同时也要满足蓄电池反向馈能，正反二者功能不同、方向相反，但确可采用同一套电路结构，正反向各器件全员参与，降低了成本；同时，本发明的整个变流系统共地，虽然也有变压器的应用，但其为高频变压器，体积重量成本低。
[0019] (4)蓄电池正向充电时，在本发明的结构及控制模式下，充电电流连续、平稳，确保了充电质量，提高了蓄电池寿命；同时，正反向控制灵活，控制参量多，包括不同变压器变比、第七开关管到第十二开关管等六个开关管的占空比大小和开关频率大小调节，还有第七开关管和第十一开关管之间开关角度差的调节等，均可调节输出，范围宽，适应性强。
