CN110429880B - 双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统 - Google Patents

Abstract

双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统，由两个蓄电池、十四个开关管、十四个二极管、三相绕组、十个电容器、两个电感组成；相绕组变流回路将每相绕组一分为二分别励磁，增强了可靠性同时起到强化励磁效果，利用同一相绕组变流回路同时直接使得输出发电电压远高于输入侧蓄电池电压，即直接升压；双蓄电池的配备解决了蓄电池励磁下励磁电源无法选择的问题，同时通过一套变流电路及其调控下集中解决了蓄电池自动充电、反向馈能、双蓄电池之间自动充电等一系列问题，提高了系统的适应性、灵活性；整个系统结构也省去了隔离环节；适用于各类动力驱动下，以及输出连接单独负载或并网的中小功率高速开关磁阻发电机系统领域应用。

Description

双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机系统领域，具体涉及一种双电压励磁电源、双馈能输出、励磁电源自动充电及互相充电的直接升高输出电压的高速开关磁阻发电机变流系统及其控制方法。

背景技术

开关磁阻发电机运行时根据转子位置信息每相绕组工作时分为励磁和发电两大阶段，并分时进行，励磁阶段极大影响到后续发电能力，励磁电源至关重要，变化的励磁电源能增强系统的适应性和灵活性，乃至对提高发电能力做出贡献，在采用蓄电池作为励磁电源的场合，往往存在一大问题是励磁电压固定为一个值，更不用说业界常期待的强化励磁能力了，无法做到；而采用不同的蓄电池供电励磁，增强了灵活性，但极大加大了人工或自动维护的成本。

目前已经出现了采用蓄电池作为励磁电源时，蓄电池缺电时系统自充电的结构和控制，同时，蓄电池电能如果能反向馈能，以利于处理负载侧的极端情况，则是发展趋势，尤其必要时能不采用隔离环节而满足需求，则势必有相当大的意义。

另外，各相绕组工作中的变流电路输出的电能，其电压一般往往较低不能满足要求，需要单独再增加升压电路，目前最新已出现一些靠变流主电路直接升高电压的结构和控制，取得了较好的效果。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种两个不同额定电压蓄电池并联作为励磁电源备选、蓄电池与发电双馈、蓄电池自充电与反馈能双馈、蓄电池之间自动相互充电、相绕组分支强化励磁发电并直接升压的高速开关磁阻发电机变流系统及其控制方法，适用于各类动力驱动下，以及输出连接单独负载或并网的中小功率高速开关磁阻发电机系统领域。

本发明的技术方案为：

双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统，其特征是，包括：第一蓄电池、第二蓄电池、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、第十三开关管、第十四开关管、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、第十三二极管、第十四二极管、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、第一电感、第二电感，所述第一蓄电池正极连接所述第一开关管阳极、所述第十电容器一端、所述第十开关管阴极、所述第十一开关管阳极，第一蓄电池负极连接所述第二蓄电池负极、第十电容器另一端、所述第九电容器一端、所述第七开关管阴极、所述第十三二极管阳极、所述第十二开关管阴极、所述第十四二极管阳极、所述第七电容器一端、所述第二开关管阴极、所述第三开关管阴极、所述第四开关管阴极，第二蓄电池正极连接所述第一二极管阳极、第九电容器另一端、所述第十三开关管阴极、所述第十四开关管阳极，第一开关管阴极连接第一二极管阴极、所述第一电容器一端、所述第一相绕组第一支绕组一端、所述第三电容器一端、所述第二相绕组第一支绕组一端、所述第五电容器一端、所述第三相绕组第一支绕组一端，第一电容器另一端连接所述第二二极管阴极、第三二极管阳极，第二二极管阳极连接第一相绕组第一支绕组另一端、所述第二电容器一端、第二开关管阳极，第三二极管阴极连接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二电容器另一端、所述第四二极管阳极，第三电容器另一端连接所述第五二极管阴极、所述第六二极管阳极，第五二极管阳极连接第二相绕组第一支绕组另一端、第三开关管阳极、所述第四电容器一端，第六二极管阴极连接所述第二相绕组第二支绕组一端，第二相绕组第二支绕组另一端连接第四电容器另一端、所述第七二极管阳极，第五电容器另一端连接所述第八二极管阴极、所述第九二极管阳极，第八二极管阳极连接第三相绕组第一支绕组另一端、第四开关管阳极、所述第六电容器一端，第九二极管阴极连接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六电容器另一端、所述第十二极管阳极，第十二极管阴极连接第四二极管阴极、第七二极管阴极、第七电容器另一端、所述第五开关管阳极、所述第十一二极管阴极，第五开关管阴极连接第十一二极管阳极、所述第八电容器一端、所述第六开关管阳极、所述第十二二极管阴极，第六开关管阴极连接第十二二极管阳极、所述第一电感一端、第七开关管阳极、第十三二极管阴极，第八电容器另一端连接第十二开关管阳极、第十四二极管阴极、所述第八开关管阴极、所述第九开关管阳极、所述第二电感一端，第一电感另一端连接第八开关管阳极、第九开关管阴极、第十开关管阳极、第十一开关管阴极，第二电感另一端连接第十三开关管阳极、第十四开关管阴极；

第一相绕组第一支绕组和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和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和第三相绕组第二支绕组构成第三相绕组；

第一蓄电池额定电压高于第二蓄电池额定电压。

双励磁双馈互充电高速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，根据系统要求，当需要强化励磁时，运行中第一开关管始终闭合，由第一蓄电池提供励磁电能，当不需要强化励磁时，运行中第一开关管始终为断开状态，由第二蓄电池提供励磁电能；根据转子位置信息，当第一相绕组需投入工作时，首先闭合第二开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第二开关管，进入发电阶段；当第二相绕组需投入工作时，首先闭合第三开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第三开关管，进入发电阶段；当第三相绕组需投入工作时，首先闭合第四开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第四开关管，进入发电阶段；

当第一蓄电池和第二蓄电池的电量均低于下限值时，向二者充电，具体为第五开关管和第六开关管按照PWM模式工作，两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且小于0.5，具体占空比大小根据第一蓄电池和第二蓄电池所需电压和电流而调节，第十开关管、第十三开关管为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第六开关管闭合，第五开关管断开状态；

步骤二：第六开关管断开；

步骤三：第五开关管闭合；

步骤四：第五开关管断开；

以上四个步骤循环进行；当第一蓄电池和第二蓄电池中至少某一个蓄电池电量高于上限值时，以上工作步骤停止进行；

当第一蓄电池和第二蓄电池电量均高于下限值，并且出现第七电容器侧电压骤降时，第一蓄电池和第二蓄电池反向向第七电容器侧供电，具体为第七开关管和第十二开关管按照PWM模式工作，两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且大于0.5，具体占空比大小根据第七电容器侧所需来决定，在此期间第十一开关管、第十四开关管为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第七开关管断开，第十二开关管闭合状态；

步骤二：第七开关管闭合；

步骤三：第十二开关管断开；

步骤四：第十二开关管闭合；

以上四个步骤循环进行；当第一蓄电池和第二蓄电池中至少某一个蓄电池电量低于下限值时，以上工作步骤停止进行；

当第一蓄电池电量高于下限值，第二蓄电池电量低于下限值时，第一蓄电池向第二蓄电池供电充电，具体为第八开关管和第十一开关管按照PWM模式工作，两个开关管同时开关，具体占空比大小根据第二蓄电池所需电压和电流决定，在此期间第十三开关管为闭合状态；

当第一蓄电池电量低于下限值，第二蓄电池电量高于下限值时，第二蓄电池向第一蓄电池供电充电，具体为第九开关管、第十开关管、第十二开关管按照PWM模式工作，第十二开关管为主开关，第九开关管和第十开关管同时开关工作，并与第十二开关管互补开关，即第十二开关管闭合时第九开关管和第十开关管断开，第十二开关管断开时第九开关管和第十开关管闭合，第十二开关管具体占空比大小根据第一蓄电池所需电压和电流决定，在此期间第十四开关管为闭合状态；

当系统停止全部工作时，全部开关管为断开状态；系统运行中，各工作阶段及状态下未提及的各开关管也为断开状态。

本发明的技术效果主要有：

(1)在蓄电池作为开关磁阻发电机励磁电源的领域，几乎尚未出现两个或以上不同额定电压的蓄电池并联供电励磁的结构，本发明就采用此结构，可以根据对励磁强度即励磁电压的不同要求选择相对高压蓄电池(第一蓄电池)或低压蓄电池(第二蓄电池)，因为开关磁阻发电机的励磁阶段虽然不发出电能，但对于后续发电阶段的电能输出至关重要，决定性作用，因为很大程度上要靠励磁储能，励磁电压高，则相绕组电流建立的快，更短时间内建立合乎要求的绕组电流，从而为后续发电阶段争取更多时间，提升发电能力，当负载侧需求不大时，则可以无需强化励磁，采用低压励磁即可，从而极大的提升了系统的适应性，尤其对于负载频繁变化，或者输入动力不稳譬如风力动力等条件下，当然，双蓄电池也有极大的缺点，如果单纯采用他励双蓄电池，则系统维护成本会更高一些，尤其双蓄电池不同步时，极大增加了人工成本，业界采用输出电能自动给蓄电池充电的模式当前越来越多，本发明则采用同一个电路给双蓄电池同时充电的模式，提高了充电效率，更重要的是，本发明可以实现双蓄电池之间的双向充电，即一个蓄电池可以给另一个蓄电池充电，而无需消耗输出侧电能以及大量开关管的损耗，极大提高了效率和系统效益、适应性、灵活性；同时，当输出侧电能给双蓄电池充电时，充电电流均为连续的，充电质量较高；总之，本发明的双蓄电池配置，做到励磁多样，可强化，可自动连续同时充电，也可以相互之间充电。

(2)还是蓄电池，由于双蓄电池，所储存电能相对更多，本发明可以实现采用充电电路反向工作的模式，将两个蓄电池的电能反向传递给系统输出侧，这在极端情况下，尤其是负载突变，或者并网时电压骤降等，不采取特殊措施系统将崩溃的情况下，蓄电池电能又足够时，可实现反向馈能，助力负载侧穿越该极端情况，加之正常的相绕组发电输出，可以认为此为双馈作业，当然，蓄电池的正向被充电加上反向馈能，这也可以谓之双馈；总之，双馈作业极大提升了系统的适应性。

(3)还有，各相绕组本身一分为二，励磁时并非串联连接，而是分别励磁，从另一方面实现了强化励磁的效果，并且，基于此分支绕组模式下的励磁和发电回路，同时复合直接实现了输出侧电压相对蓄电池电压的直接升高，这也非常具有现实意义，因为大多数场合需要的电压高于原本发电机绕组输出电压，本发明则省去了单独的升压电路。

(4)本发明的控制方式方法中，虽然蓄电池自充电、互充电，反向馈能中所需开关管为高频PWM，但均是在蓄电池缺电或负载侧极端情况等极端情况下，正常时其相关开关管全部为断开状态，再加之诸如第八电容器等的作用，这当中的各个开关管的损耗、电压应力等都不高，而其余开关管即直接控制各相绕组的励磁和发电的开关管，均根据转子位置信息工作，并且为单脉波非PWM，损耗也比较低。

(5)整个系统结构中无需任何隔离装置，体积重量获得极大减轻。

附图说明

图1所示为本发明的双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统电路结构图。

具体实施方式

本实施例的双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统，变流系统电路结构如附图1所示，其由第一蓄电池X1、第二蓄电池X2、第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第七开关管V7、第八开关管V8、第九开关管V9、第十开关管V10、第十一开关管V11、第十二开关管V12、第十三开关管V13、第十四开关管V14、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第一相绕组第一支绕组M1、第一相绕组第二支绕组M2、第二相绕组第一支绕组N1、第二相绕组第二支绕组N2、第三相绕组第一支绕组P1、第三相绕组第二支绕组P2、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5、第六电容器C6、第七电容器C7、第八电容器C8、第九电容器C9、第十电容器C10、第一电感L1、第二电感L2组成，第一蓄电池X1正极连接第一开关管V1阳极、第十电容器C10一端、第十开关管V10阴极、第十一开关管V11阳极，第一蓄电池X1负极连接第二蓄电池X2负极、第十电容器C10另一端、第九电容器C9一端、第七开关管V7阴极、第十三二极管D13阳极、第十二开关管V12阴极、第十四二极管D14阳极、第七电容器C7一端、第二开关管V2阴极、第三开关管V3阴极、第四开关管V4阴极，第二蓄电池X2正极连接第一二极管D1阳极、第九电容器C9另一端、第十三开关管V13阴极、第十四开关管V14阳极，第一开关管V1阴极连接第一二极管D1阴极、第一电容器C1一端、第一相绕组第一支绕组M1一端、第三电容器C3一端、第二相绕组第一支绕组N1一端、第五电容器C5一端、第三相绕组第一支绕组P1一端，第一电容器C1另一端连接第二二极管D2阴极、第三二极管D3阳极，第二二极管D2阳极连接第一相绕组第一支绕组M1另一端、第二电容器C2一端、第二开关管V2阳极，第三二极管D3阴极连接第一相绕组第二支绕组M2一端，第一相绕组第二支绕组M2另一端连接第二电容器C2另一端、第四二极管D4阳极，第三电容器C3另一端连接第五二极管D5阴极、第六二极管D6阳极，第五二极管D5阳极连接第二相绕组第一支绕组N1另一端、第三开关管V3阳极、第四电容器C4一端，第六二极管D6阴极连接第二相绕组第二支绕组N2一端，第二相绕组第二支绕组N2另一端连接第四电容器C4另一端、第七二极管D7阳极，第五电容器C5另一端连接第八二极管D8阴极、第九二极管D9阳极，第八二极管D8阳极连接第三相绕组第一支绕组P1另一端、第四开关管V4阳极、第六电容器C6一端，第九二极管D9阴极连接第三相绕组第二支绕组P2一端，第三相绕组第二支绕组P2另一端连接第六电容器C6另一端、第十二极管D10阳极，第十二极管D10阴极连接第四二极管D4阴极、第七二极管D7阴极、第七电容器C7另一端、第五开关管V5阳极、第十一二极管D11阴极，第五开关管V5阴极连接第十一二极管D11阳极、第八电容器C8一端、第六开关管V6阳极、第十二二极管D12阴极，第六开关管V6阴极连接第十二二极管D12阳极、第一电感L1一端、第七开关管V7阳极、第十三二极管D13阴极，第八电容器C8另一端连接第十二开关管V12阳极、第十四二极管D14阴极、第八开关管V8阴极、第九开关管V9阳极、第二电感L2一端，第一电感L1另一端连接第八开关管V8阳极、第九开关管V9阴极、第十开关管V10阳极、第十一开关管V11阴极，第二电感L2另一端连接第十三开关管V13阳极、第十四开关管V14阴极；第七电容器C7侧即为本发明的发电输出端；所有开关管为电力MOSFET或IGBT等全控型电力电子开关器件。

第一相绕组第一支绕组M1和第一相绕组第二支绕组M2构成第一相绕组M，第二相绕组第一支绕组N1和第二相绕组第二支绕组N2构成第二相绕组N，第三相绕组第一支绕组P1和第三相绕组第二支绕组P2构成第三相绕组P，即每相绕组分为两个支绕组，各自绕制于对称的不同的开关磁阻发电机定子凸极上。

第一蓄电池X1额定电压高于第二蓄电池X2额定电压。

本实施例所述系统的控制方法，开关磁阻发电机运行中，根据系统要求，当需要强化励磁时，运行中第一开关管V1始终闭合，由第一蓄电池X1提供励磁电能，当不需要强化励磁时，运行中第一开关管V1始终为断开状态，则由第二蓄电池X2提供励磁电能；

运行中根据转子位置信息，当第一相绕组M需投入工作时，首先闭合第二开关管V2，进入励磁阶段，此时存在两个回路，一是：X(X1-V1或X2-D1)-M1-V2-X，即第一蓄电池X1或第二蓄电池X2向第一相绕组第一支绕组M1供电励磁，二是：X(X1-V1或X2-D1)-C1-D3-M2-C2-V2-X，即第一蓄电池X1或第二蓄电池X2与放电中的第一电容器C1一起向第一相绕组第二支绕组M2供电励磁，同时向第二电容器C2充电；根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第二开关管V2，进入发电阶段，发电阶段分为先后的两个分阶段，刚进入发电阶段的第一发电分阶段包含两个回路，一是：M1-C2-D4-C7-X(X1-V1或X2-D1)-M1，即第一相绕组第一支绕组M1和第一蓄电池X1或第二蓄电池X2、第二电容器C2串联一起向外输出电能，可见此时输出端即第七电容器C7端的电压为第一相绕组第一支绕组M1、第二电容器C2、第一蓄电池X1或第二蓄电池X2三者之和，并远大于第一蓄电池X1或第二蓄电池X2电压，第二个回路是：M2-D4-C7-X(X1-V1或X2-D1)-C1-D3-M2，即此时为第一相绕组第二支绕组M2、第一电容器C1、第一蓄电池X1或第二蓄电池X2三者串联向外输出电能，当第一电容器C1储能释放完毕，则进入发电阶段的第二发电分阶段，包含三个回路，一是：M1-D2-C1-M1，此时第一相绕组第一支绕组M1给第一电容器C1充电，二是：M1-D2-D3-M2-D4-C7-X(X1-V1或X2-D1)-M1，此时为第一相绕组M的两个支绕组串联并与第一蓄电池X1或第二蓄电池X2一起向外输出电能，第三个回路：M1-C2-D4-C7-X(X1-V1或X2-D1)-M1，此时为第一相绕组第一支绕组M1和第一蓄电池X1或第二蓄电池X2、第二电容器C2一起串联向外输出电能，但在发电阶段结束前该第二电容器C2提前放电完毕，则该第三个回路提前结束，并形成新回路：M2-C2-D2-D3-M2，第一相绕组第二支绕组M2向第二电容器C2提前充电；可见，在发电阶段，输出端电压明显高于输入侧的两个蓄电池电压，利用该变流电路可直接实现输出直流电压的升高；另外，在励磁阶段，可以根据系统功率控制等的需要，选择第一蓄电池X1供电或者第二蓄电池X2供电励磁，第一蓄电池X1额定电压明显高于第二蓄电池X2额定电压，从而实现可选择的双励磁电源励磁，提高了系统的适应性；

第二相绕组N、第三相绕组P需投入工作时其运行控制方式与第一相绕组M工作控制方式完全相同，各相关元器件对应关系为：第三开关管V3、第四开关管V4对应第二开关管V2，第三电容器C3、第五电容器C5对应第一电容器C1，第二相绕组第一支绕组N1、第三相绕组第一支绕组P1对应第一相绕组第一支绕组M1，第五二极管D5、第八二极管D8对应第二二极管D2，第六二极管D6、第九二极管D9对应第三二极管D3，第四电容器C4、第六电容器C6对应第二电容器C2，第二相绕组第二支绕组N2、第三相绕组第二支绕组P2对应第一相绕组第二支绕组M2，第七二极管D7、第十二极管D10对应第四二极管D4。

当第一蓄电池X1和第二蓄电池X2的电量均低于下限值时，系统输出端即第七电容器C7侧的电能将正向向二者充电，具体为，第五开关管V5和第六开关管V6按照PWM模式工作，两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且小于0.5，具体占空比大小根据第一蓄电池X1和第二蓄电池X2所需电压和电流而调节，第十开关管V10、第十三开关管V13为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第六开关管V6闭合，第五开关管V5断开状态，形成回路：C8-V6-L1-V10-C10(X1)-D14-C8和L2-V13-C9(X2)-D14-L2；

步骤二：第六开关管V6断开，形成回路：L1-V10-C10(X1)-D13-L1和L2-V13-C9(X2)-D14-L2；

步骤三：第五开关管V5闭合，形成回路：C7-V5-C8-L2-V13-C9(X2)-C7和L1-V10-C10(X1)-D13-L1；

步骤四：第五开关管V5断开，形成回路：L1-V10-C10(X1)-D13-L1和L2-V13-C9(X2)-D14-L2；

以上四个步骤循环进行；可见，充电工作中，各个步骤下，整个过程中经过两个蓄电池的电流没有出现断续的情况，从而更好的保证充电的速度和质量；

当第一蓄电池X1和第二蓄电池X2中至少某一个蓄电池电量高于上限值时，以上给两个蓄电池充电的工作停止。

当第一蓄电池X1和第二蓄电池X2电量均高于下限值，并且出现第七电容器C7侧即输出端负载侧因为负载过大或并网情况下故障等引起电压骤降并低于正常下限值时，第一蓄电池X1和第二蓄电池X2反向向第七电容器C7侧供电，防止电流过大以及电网崩溃，穿越故障，具体为第七开关管V7和第十二开关管V12按照PWM模式工作，该两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且大于0.5，具体占空比大小根据第七电容器C7侧的需要来决定，在此期间第十一开关管V11、第十四开关管V14始终为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第七开关管V7断开，第十二开关管V12闭合状态，形成回路：C10(X1)-V11-L1-D12-C8-V12-C10(X1)和C9(X2)-V14-L2-V12-C9(X2)；

步骤二：第七开关管V7闭合，形成回路：C10(X1)-V11-L1-V7-C10(X1)和C9(X2)-V14-L2-V12-C9(X2)；

步骤三：第十二开关管V12断开，形成回路：C10(X1)-V11-L1-V7-C10(X1)和C9(X2)-V14-L2-C8-D11-C7-C9(X2)；

步骤四：第十二开关管V12闭合，形成回路：C10(X1)-V11-L1-V7-C10(X1)和C9(X2)-V14-L2-V12-C9(X2)；

以上四个步骤循环进行；当第一蓄电池X1和第二蓄电池X2中至少某一个蓄电池电量低于下限值时，以上工作步骤即该两个蓄电池向外输出电能的工作停止。

当第一蓄电池X1电量高于下限值，第二蓄电池X2电量低于下限值时，第一蓄电池X1向第二蓄电池X2供电充电，具体为：第八开关管V8和第十一开关管V11按照PWM模式工作，两个开关管同时开关，具体占空比大小根据第二蓄电池X2所需电压和电流决定，在此期间第十三开关管V13为闭合状态。

当第一蓄电池X1电量低于下限值，第二蓄电池X2电量高于下限值时，第二蓄电池X2向第一蓄电池X1供电充电，具体为：第九开关管V9、第十开关管V10、第十二开关管V12按照PWM模式工作，第十二开关管V12为主开关，第九开关管V9和第十开关管V10同时开关工作，并与第十二开关管V12互补开关，即第十二开关管V12闭合时第九开关管V9和第十开关管V10断开，第十二开关管V12断开时第九开关管V9和第十开关管V10闭合，第十二开关管V12具体占空比大小根据第一蓄电池X1所需电压和电流决定，在此期间第十四开关管V14为闭合状态；

当系统停止全部工作时，全部开关管为断开状态，系统运行中，各工作阶段及状态下未提及的各开关管也为断开状态。

Claims (2)

1.双励磁双馈互充电高速开关磁阻发电机变流系统，其特征是，包括：第一蓄电池、第二蓄电池、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、第十三开关管、第十四开关管、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、第十三二极管、第十四二极管、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、第一电感、第二电感，所述第一蓄电池正极连接所述第一开关管阳极、所述第十电容器一端、所述第十开关管阴极、所述第十一开关管阳极，第一蓄电池负极连接所述第二蓄电池负极、第十电容器另一端、所述第九电容器一端、所述第七开关管阴极、所述第十三二极管阳极、所述第十二开关管阴极、所述第十四二极管阳极、所述第七电容器一端、所述第二开关管阴极、所述第三开关管阴极、所述第四开关管阴极，第二蓄电池正极连接所述第一二极管阳极、第九电容器另一端、所述第十三开关管阴极、所述第十四开关管阳极，第一开关管阴极连接第一二极管阴极、所述第一电容器一端、所述第一相绕组第一支绕组一端、所述第三电容器一端、所述第二相绕组第一支绕组一端、所述第五电容器一端、所述第三相绕组第一支绕组一端，第一电容器另一端连接所述第二二极管阴极、第三二极管阳极，第二二极管阳极连接第一相绕组第一支绕组另一端、所述第二电容器一端、第二开关管阳极，第三二极管阴极连接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二电容器另一端、所述第四二极管阳极，第三电容器另一端连接所述第五二极管阴极、所述第六二极管阳极，第五二极管阳极连接第二相绕组第一支绕组另一端、第三开关管阳极、所述第四电容器一端，第六二极管阴极连接所述第二相绕组第二支绕组一端，第二相绕组第二支绕组另一端连接第四电容器另一端、所述第七二极管阳极，第五电容器另一端连接所述第八二极管阴极、所述第九二极管阳极，第八二极管阳极连接第三相绕组第一支绕组另一端、第四开关管阳极、所述第六电容器一端，第九二极管阴极连接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六电容器另一端、所述第十二极管阳极，第十二极管阴极连接第四二极管阴极、第七二极管阴极、第七电容器另一端、所述第五开关管阳极、所述第十一二极管阴极，第五开关管阴极连接第十一二极管阳极、所述第八电容器一端、所述第六开关管阳极、所述第十二二极管阴极，第六开关管阴极连接第十二二极管阳极、所述第一电感一端、第七开关管阳极、第十三二极管阴极，第八电容器另一端连接第十二开关管阳极、第十四二极管阴极、所述第八开关管阴极、所述第九开关管阳极、所述第二电感一端，第一电感另一端连接第八开关管阳极、第九开关管阴极、第十开关管阳极、第十一开关管阴极，第二电感另一端连接第十三开关管阳极、第十四开关管阴极；

第一相绕组第一支绕组和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和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和第三相绕组第二支绕组构成第三相绕组；

第一蓄电池额定电压高于第二蓄电池额定电压。

2.根据权利要求1所述的双励磁双馈互充电高速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，根据所述系统要求，当需要强化励磁时，运行中第一开关管始终闭合，由第一蓄电池提供励磁电能，当不需要强化励磁时，运行中第一开关管始终为断开状态，由第二蓄电池提供励磁电能；根据转子位置信息，当第一相绕组需投入工作时，首先闭合第二开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第二开关管，进入发电阶段；当第二相绕组需投入工作时，首先闭合第三开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第三开关管，进入发电阶段；当第三相绕组需投入工作时，首先闭合第四开关管，进入励磁阶段，根据转子位置信息励磁阶段结束时，断开第四开关管，进入发电阶段；

当第一蓄电池和第二蓄电池的电量均低于下限值时，向二者充电，具体为第五开关管和第六开关管按照PWM模式工作，两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且小于0.5，具体占空比大小根据第一蓄电池和第二蓄电池所需电压和电流而调节，第十开关管、第十三开关管为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第六开关管闭合，第五开关管断开状态；

步骤二：第六开关管断开；

步骤三：第五开关管闭合；

步骤四：第五开关管断开；

以上四个步骤循环进行；当第一蓄电池和第二蓄电池中至少某一个蓄电池电量高于上限值时，以上工作步骤停止进行；

当第一蓄电池和第二蓄电池电量均高于下限值，并且出现第七电容器侧电压骤降时，第一蓄电池和第二蓄电池反向向第七电容器侧供电，具体为第七开关管和第十二开关管按照PWM模式工作，两个开关管交错开关即相位差180度，占空比相同并且大于0.5，具体占空比大小根据第七电容器侧所需来决定，在此期间第十一开关管、第十四开关管为闭合状态，具体分为如下四个开关工作步骤：

步骤一：第七开关管断开，第十二开关管闭合状态；

步骤二：第七开关管闭合；

步骤三：第十二开关管断开；

步骤四：第十二开关管闭合；

以上四个步骤循环进行；当第一蓄电池和第二蓄电池中至少某一个蓄电池电量低于下限值时，以上工作步骤停止进行；

当第一蓄电池电量高于下限值，第二蓄电池电量低于下限值时，第一蓄电池向第二蓄电池供电充电，具体为第八开关管和第十一开关管按照PWM模式工作，两个开关管同时开关，具体占空比大小根据第二蓄电池所需电压和电流决定，在此期间第十三开关管为闭合状态；

当第一蓄电池电量低于下限值，第二蓄电池电量高于下限值时，第二蓄电池向第一蓄电池供电充电，具体为第九开关管、第十开关管、第十二开关管按照PWM模式工作，第十二开关管为主开关，第九开关管和第十开关管同时开关工作，并与第十二开关管互补开关，即第十二开关管闭合时第九开关管和第十开关管断开，第十二开关管断开时第九开关管和第十开关管闭合，第十二开关管具体占空比大小根据第一蓄电池所需电压和电流决定，在此期间第十四开关管为闭合状态；

当系统停止全部工作时，全部开关管为断开状态；系统运行中，各工作阶段及状态下未提及的各开关管也为断开状态。

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