一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率變換器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及清潔能源發(fā)電領(lǐng)域，具體設(shè)及一種采用開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的功率變換器系統(tǒng)主電路及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電是21世紀(jì)W來(lái)全球最重要的清潔能源發(fā)電模式，面對(duì)全球環(huán)境、氣候變 化運(yùn)些足W影響人類(lèi)生存的大問(wèn)題，W風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源的利用，具有重大意義。
[0003] 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)用作風(fēng)力發(fā)電，具備相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，近幾年已受到國(guó)內(nèi)外的重視，它 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子上除了凹凸槽，沒(méi)有繞組，散熱方便，也不需要永磁體，成本低，目前國(guó)內(nèi)外 關(guān)于開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)做風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用開(kāi)始增多。
[0004] 在作為風(fēng)力發(fā)電W前，開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)就存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題，用作風(fēng)力發(fā)電后，轉(zhuǎn) 矩脈動(dòng)依然是影響其應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一，而繞組電流的脈動(dòng)是引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的最重要的 罪魅禍?zhǔn)?；此外，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域特別強(qiáng)調(diào)最大功率點(diǎn)跟蹤（簡(jiǎn)稱MPPT)，W獲取盡量多的電 能，提高發(fā)電效率和效益，在最大功率跟蹤中，關(guān)鍵問(wèn)題是在額定風(fēng)速W下的低速區(qū)的功率 輸出最大化問(wèn)題；解決或改進(jìn)W上問(wèn)題，開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可控參數(shù)靈活、多樣，是 很關(guān)鍵的，而勵(lì)磁電壓與發(fā)電電壓解禪，并使得勵(lì)磁電壓和發(fā)電電壓可各自獨(dú)立調(diào)節(jié)，則可 大大提高系統(tǒng)的控制靈活性和多樣性。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)0化]根據(jù)W上的【背景技術(shù)】，本發(fā)明提出了一種勵(lì)磁電壓、發(fā)電電壓之間不但解禪，而且 均可各自獨(dú)立調(diào)節(jié)，為增加功率輸出能力、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化等的實(shí)現(xiàn)而創(chuàng)造靈活可控條件 的功率變換器系統(tǒng)及其控制方案。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0007] 一種開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率變換器系統(tǒng)，由功率變換主電路（1)、啟勵(lì)電源主電 路（2)、變勵(lì)磁電壓主電路（3)、變發(fā)電電壓主電路（4)組成，其特征在于，開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的四相繞組連接所述的功率變換主電路（1)，所述的啟勵(lì)電源主電路（2)與功率變換 主電路（1)勵(lì)磁輸入端并聯(lián)，所述的變勵(lì)磁電壓主電路（3)的輸入端與功率變換主電路（1) 的輸出端并聯(lián)，變勵(lì)磁電壓主電路（3)的輸出端與功率變換主電路（1)的勵(lì)磁輸入端并聯(lián)， 所述的變發(fā)電電壓主電路（4)與功率變換主電路（1)的輸出端并聯(lián)。
[0008] 所述的功率變換主電路（1)，由第一開(kāi)關(guān)管（Vl)、第二開(kāi)關(guān)管（V2)、第=開(kāi)關(guān)管 (V3)、第四開(kāi)關(guān)管（V4)、第五開(kāi)關(guān)管（V5)、第六開(kāi)關(guān)管（V6)、第一二極管值1)、第二二極管 值2)、第=二極管值3)、第四二極管值4)、第五二極管值5)、第六二極管值6)、第一電容器 (Cl)組成，其中，所述的第一電容器（Cl)為電解電容器，其上下端分別為正負(fù)極，并作為功 率變換主電路（1)的輸出端；從上到下所述第一二極管值1)與所述第二開(kāi)關(guān)管（V2)構(gòu)成 一條串聯(lián)支路，上正下負(fù)與第一電容器（Cl)同極性并聯(lián)連接，其中第一二極管值1)本身的 負(fù)端與第一電容器（Cl)的正極連接，第一二極管值1)的正端連接第二開(kāi)關(guān)管（V2)的正 端；從上到下所述第=二極管值3)與所述第=開(kāi)關(guān)管（V3)構(gòu)成一條串聯(lián)支路，上正下負(fù) 與第一電容器（Cl)同極性并聯(lián)連接，其中第=二極管值3)本身的負(fù)端與第一電容器（Cl) 的正極連接，第=二極管值3)的正端連接第=開(kāi)關(guān)管（V3)的正端；從上到下所述第四二 極管值4)與所述第五開(kāi)關(guān)管（V5)構(gòu)成一條串聯(lián)支路，上正下負(fù)與第一電容器（Cl)同極性 并聯(lián)連接，其中第四二極管值4)本身的負(fù)端與第一電容器（Cl)的正極連接，第四二極管 值4)的正端連接第五開(kāi)關(guān)管（V5)的正端；從上到下所述第六二極管值6)與所述第六開(kāi)關(guān) 管（V6)構(gòu)成一條串聯(lián)支路，上正下負(fù)與第一電容器（Cl)同極性并聯(lián)連接，其中第六二極管 值6)本身的負(fù)端與第一電容器（Cl)的正極連接，第六二極管值6)的正端連接第六開(kāi)關(guān)管 (V6)的正端；從上到下所述第一開(kāi)關(guān)管（Vl)與所述第二二極管值2)構(gòu)成一條串聯(lián)支路， 上正下負(fù)，下端即負(fù)極端，也是第二二極管值2)的正端與第一電容器（Cl)的負(fù)極連接，上 端即第一開(kāi)關(guān)管（Vl)的正端是勵(lì)磁輸入端正極；從上到下所述第四開(kāi)關(guān)管（V4)與所述第 五二極管值5)構(gòu)成一條串聯(lián)支路，上正下負(fù)，下端即負(fù)極端，也是第五二極管值5)的正端 與第一電容器（Cl)的負(fù)極連接，上端即第四開(kāi)關(guān)管（V4)的正端是勵(lì)磁輸入端正極；開(kāi)關(guān) 磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的四相繞組，按照繞組在開(kāi)關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部相鄰順序分別為第一繞 組（A)、第二繞組度)、第=繞組（C)、第四繞組值)，其中，第一繞組（A)的兩端，分別連接 第一二極管值1)與第二開(kāi)關(guān)管（V2)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)，和第一開(kāi)關(guān)管（Vl)與第二二極 管值2)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)；第二繞組度）的兩端，分別連接第四二極管值4)與第五開(kāi)關(guān)管 (V5)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)，和第四開(kāi)關(guān)管（V4)與第五二極管值5)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)；第S 繞組（C)的兩端，分別連接第=二極管值3)與第=開(kāi)關(guān)管（V3)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)，和第一 開(kāi)關(guān)管（Vl)與第二二極管值2)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)；第四繞組值）的兩端，分別連接第六二 極管值6)與第六開(kāi)關(guān)管（V6)構(gòu)成的支路的中點(diǎn)，和第四開(kāi)關(guān)管（V4)與第五二極管值5) 構(gòu)成的支路的中點(diǎn)。
[0009] 所述的啟勵(lì)電源主電路似，由蓄電池佩和第屯二極管值7)組成，從下到上二者 構(gòu)成一條串聯(lián)支路，所述蓄電池狂）的負(fù)極與功率變換主電路（1)勵(lì)磁輸入端負(fù)極，同時(shí)也 是功率變換主電路（1)輸出端負(fù)極連接，所述第屯二極管值7)的負(fù)端連接功率變換主電路 (1)勵(lì)磁輸入端的正極。
[0010] 所述的變勵(lì)磁電壓主電路（3)由第二電容器（C2)、第S電容器（C3)、第屯開(kāi)關(guān)管 (V7)、第八二極管值8)、變壓器（T)組成，其中，所述第二電容器（C2)兩端即變勵(lì)磁電壓主 電路（3)輸入端連接功率變換主電路（1)輸出端兩端，極性與第一電容器（Cl)相同，所述 第屯開(kāi)關(guān)管（V7)與所述變壓器（T)的輸入繞組（a)串聯(lián)后，兩端分別與第二電容器（C2)的 兩端連接，其中第屯開(kāi)關(guān)管（V7)的負(fù)端與第二電容器（C2)的負(fù)極連接，變壓器（T)的一次 繞組和二次繞組，即輸入繞組（a)和輸出繞組化）極性相反，輸出繞組化）與所述第八二極 管值8)串聯(lián)為一條支路，該支路與所述第=電容器（C3)兩端并聯(lián)連接，且第八二極管值8) 負(fù)端連接第=電容器（C3)正極，第=電容器（C3)的兩端作為變勵(lì)磁電壓主電路（3)的輸 出端與功率變換主電路（1)的勵(lì)磁輸入端分別同極并聯(lián)連接。 W11] 所述的變發(fā)電電壓主電路（4)，由電感化)、電阻（R)、第九二極管值9)、第八開(kāi)關(guān) 管（V8)組成，其中，所述電感（L)和所述電阻（R)所述第九二極管值9)組成的串聯(lián)支路并 聯(lián)連接，并與所述第八開(kāi)關(guān)管（V8)再串聯(lián)連接，第九二極管值9)正端和電感（L) 一端連接 功率變換主電路（1)的勵(lì)磁輸入端也即功率