1.一种开关磁阻发电机主动型升压变换器及其控制方法,其特征在于:在所述的开关磁阻发电机不对称半桥式功率变换器前增加一个功率流控制单元;
所述的功率流控制单元包括MOSFET T1、续流二极管D1、续流二极管D2和电容Cd;MOSFET T1的源极与续流二极管D1的阳极相连,MOSFET T1的漏极与续流二极管D2的阳极相连,续流二极管D1的阴极与续流二极管D2的阴极相连,电容Cd的一端接续流二极管D1和续流二极管D2阴极,另一端接电容C1和电源Ve的负极,电容C1的一端接续流二极管D1的阳极和MOSFET T1的源极,电容C1的另一端接电容Cd和电源Ve的负极。
2.一种使用权利要求1所述结构的开关磁阻发电机主动型升压变换器及其控制方法,其特征在于:
(1)励磁模式下,当A相上开关管T1与下开关管T2均闭合,A相即工作在励磁模式。
双电容励磁模式:若励磁电容电压UCd不大于系统输出端电压UCo,A相绕组由电容Co与Cd共同供电,即双电容励磁模式。在这种情况下,绕组励磁电压约等于UCo(忽略二极管与MOSFET通态压降)。
励磁电容励磁模式:若UCd>UCo,二极管D7关断,A相绕组由Cd独立供电,即工作在励磁电容励磁模式。在这种情况下,A相绕组励磁电压近似等于UCd(忽略MOSFET通态压降)。
(2)续流发电模式下,依据前级电路工作状态及A相开关管状态,本功率变换器可为A相绕组提供三种续流发电模式。
励磁电容充电模式:当开关管T1,T2及T7均关断,A相绕组续流电流经二极管D8为励磁电容Cd充电,即工作在励磁电容充电模式。在这种情况下,绕组相电压近似等于UCd。
输出电容充电模式:当T7导通,T1与T2关断,A相绕组续流电流为负载输送电能,即工作在输出电容充电模式。在这种情况下,绕组相电压近似等于UCo。
零电压续流模式:当T1关断,T2导通,A相绕组工作在零电压续流模式,不向外回馈电能。
3.根据权利要求1所述结构的输出功率控制方法,其特征在于:针对不对称半桥的SRG发电控制策略,包含外环控制器与内环电流控制器:在外环控制器中,利用选择开关选择控制目标。当变换器作为独立电压源应用,输出电压UCo随发电功率与系统负载发生变化,选择开关选择输出电压UCo为控制目标;当变换器与直流电网连接,作为电流源运行,输出电压UCo保持恒定,此时发电功率Pout(或平均输出电流iout)为系统控制目标。通过比较目标电压(或目标功率)与实际电压(或实际功率),由电压调节器GCU(s)(或功率调节器GCP(s))输出相电流参考电流值。
在电流控制器中,滞环控制器依据参考电流与实际电流值输出斩波控制信号schop,斩波信号与A相角度控制信号scom经逻辑运算得出上管与下管的控制信号。
4.一种使用权利要求1所述结构的功率流控制策略方法,其特征在于:针对前级电路控制策略,包含电压滞环控制策略与功率流控制策略。
电压滞环控制,结构简单,易于实现。仅需将目标电压U*Cd与实际电压UCd输入滞环控制器,由滞环控制器计算得出前级电路的驱动信号。记电压滞环控制器控制带宽为ΔU0,若UCd>U*Cd+ΔU0,功率开关管T7导通,SRG向负载提供电能;若UCd
在功率流控制策略中,计算瞬时回馈电流ig并与IL比较,当ig=IL,控制器读取当前角度并储存为θ4(K)。在第K拍内,控制器依据第K拍内相电流达到参考电流值时刻角度θs(K)及上一拍中判断出的临界角度θ4(K-1)进行电流分配。若θs(K)<θph<θ4(K-1),T7按照占空比d7控制励磁电容的充电电流;否则,T7保持导通,设置dk=1,使电压跌落幅值最小。