可改變輸出直流電壓大小，Cuk斬波電路402輸出兩端中的正極端串聯(lián)的單向電力二極管D6的作用是保證電流的單向性，防止放電與回饋主電路5的電能反饋至Cuk斬波電路402。
[0028]本實施例的全部開關(guān)管均為IGBT。
[0029]放電與回饋主電路5由放電開關(guān)管V10、儲能電抗器L、回饋電力二極管D7、儲能電容器C2、儲能開關(guān)管Vll組成。
[0030]本發(fā)明的實施例開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)起動時，根據(jù)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子位置傳感器的位置信號，由起動蓄電池X經(jīng)勵磁電力二極管D5提供初始勵磁電流；起動后運行期間，固定開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)2發(fā)電區(qū)間的關(guān)斷角，勵磁及續(xù)流區(qū)間采取電流斬波控制方式；若不受控的發(fā)電輸出電流過大，由母線開關(guān)管Vl實施限流保護(hù)。
[0031]運行期間，開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)2的每相繞組都要必然經(jīng)歷勵磁和發(fā)電兩個階段，必要時在中間增加續(xù)流階段，以及相對獨立的放電及儲能的階段。
[0032]當(dāng)檢測到的輸出發(fā)電電壓和母線電流即輸出功率遠(yuǎn)小于額定功率，并高于規(guī)定的最低運行功率，升降壓DC/DC變換器4工作，接收發(fā)電機(jī)輸出端的電能并斬波變換為另一直流電壓作為發(fā)電機(jī)相應(yīng)相繞組的勵磁電源，調(diào)節(jié)升降壓DC/DC變換器4中Cuk斬波電路402中唯一的斬波開關(guān)管的PWM占空比，即可在輸入電壓不變情況下改變輸出電壓即勵磁電壓，在輸入電壓變化時，也可通過調(diào)節(jié)占空比維持勵磁電壓不變，具體根據(jù)控制要求決定；期間，根據(jù)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)子位置信息，需要某勵磁與發(fā)電支路工作，檢測得到正在勵磁的相繞組相電流達(dá)到給定值時，提前關(guān)斷相應(yīng)的勵磁開關(guān)管并進(jìn)入發(fā)電階段；當(dāng)檢測得到正在勵磁的相繞組相電流在規(guī)定的勵磁結(jié)束時間仍不能達(dá)到給定值的話，勵磁開關(guān)管關(guān)斷的同時閉合續(xù)流開關(guān)管，進(jìn)入續(xù)流階段，相電流由于在繞組無外界電壓作用，電流上升，在規(guī)定的續(xù)流時間結(jié)束前電流達(dá)到給定值的話則提前斷開續(xù)流開關(guān)管進(jìn)入發(fā)電階段，否則達(dá)最大續(xù)流時間后關(guān)斷續(xù)流開關(guān)管仍進(jìn)入發(fā)電階段；在下一相繞組勵磁之前，調(diào)節(jié)升降壓DC/DC斬波變換器的調(diào)壓開關(guān)管占空比，使得其輸出電壓即勵磁電壓升高，并重復(fù)如上的控制方法，若仍然需要增加續(xù)流階段，則后續(xù)相繞組勵磁通電前繼續(xù)升高勵磁電壓，直至升降壓DC/DC變換器所能達(dá)到的輸出電壓最高比例限值；若以上方法中，升降壓DC/DC變換器4已達(dá)最高限值，發(fā)電電壓仍然持續(xù)降低，風(fēng)速及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速也持續(xù)降低，并且輸出電壓不能滿足負(fù)載要求時，則系統(tǒng)停機(jī)；這種情況時，儲能開關(guān)管Vll始終處于斷開狀態(tài)，母線開關(guān)管Vl始終處于閉合狀態(tài)。
[0033]當(dāng)輸出功率在接近額定功率的一定范圍內(nèi)時，若檢測得到的儲能電容器電壓達(dá)到作為勵磁電源的條件，閉合儲能開關(guān)管VII，利用儲能電容器C2的電能作為勵磁電源，升降壓DC/DC變換器4不工作(內(nèi)部各開關(guān)管均斷開)；若在儲能電容器C2作為勵磁電源時勵磁電壓不足，在增加續(xù)流階段后仍不能滿足輸出功率接近額定功率區(qū)域時，開通升降壓DC/DC變換器4，與儲能電容器C2 —起共同提供勵磁電流，其輸出電壓可調(diào)范圍內(nèi)可滿足相繞組勵磁期間獲得給定的相電流情況下，就不進(jìn)入續(xù)流階段，只有在可調(diào)的最高輸出勵磁電壓不能滿足勵磁階段的相電流達(dá)到給定值時才啟用續(xù)流開關(guān)管進(jìn)入續(xù)流階段提高相電流；待檢測到儲能電容器支路的輸出勵磁電流接近于零時，關(guān)斷儲能開關(guān)管C2，防止占有升降壓DC/DC變換器4傳遞過來的電能而削弱勵磁電流；
[0034]當(dāng)輸出功率達(dá)到或高于額定功率但尚未達(dá)到停機(jī)條件時，檢測發(fā)電輸出端發(fā)電電容器Cl兩側(cè)電壓值，即發(fā)電電壓值，若超出發(fā)電電壓額定值，則進(jìn)入相對獨立的放電及儲存階段，閉合放電開關(guān)管V10，母線開關(guān)管Vl關(guān)斷，使得發(fā)電相繞組電流向儲能電抗器L釋放電能即轉(zhuǎn)化為磁能儲存于儲能電抗器L中，此時發(fā)電電壓因負(fù)載的作用則降低，待降至額定值時斷開放電開關(guān)管V10，同時閉合母線開關(guān)管VI，儲能電抗器L的磁能此時將沿回路經(jīng)回饋電力二極管D7向儲能電容器C2釋放充電，在此之前應(yīng)閉合與儲能電容器C2串聯(lián)的儲能開關(guān)管VII，判斷儲能電容器C2兩端儲存足夠能量具備一定穩(wěn)定電壓達(dá)到可作為勵磁電源的能力后，它作為勵磁電源向需勵磁的相繞組供電，其中，在勵磁階段若相電流在規(guī)定的時間內(nèi)可達(dá)給定值，則相應(yīng)勵磁開關(guān)管關(guān)斷直接進(jìn)入發(fā)電階段，若不能達(dá)到，則在勵磁開關(guān)管關(guān)斷的同時相應(yīng)續(xù)流開關(guān)管閉合，通過續(xù)流進(jìn)一步提升相電流，續(xù)流期間規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到規(guī)定的勵磁電流值則提前進(jìn)入發(fā)電階段，否則直至規(guī)定的續(xù)流最長時間點后再進(jìn)入發(fā)電階段；這種情況下在有儲能電容器C2充當(dāng)勵磁電源時，升降壓DC/DC斬波變換器4關(guān)閉無輸出；
當(dāng)風(fēng)速持續(xù)增加，通過變槳控制，風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速仍然超過了系統(tǒng)所能容納的最高轉(zhuǎn)速，或輸出功率超過最高限值，放電及儲能的儲能電容器C2也達(dá)到最高值，發(fā)電系統(tǒng)才切出并停機(jī)。
[0035]在系統(tǒng)起動及運行中，當(dāng)檢測到母線電流超過限值時(源于發(fā)電階段的繞組電流不能實時控制)，對母線開關(guān)管Vi采取電流滯環(huán)控制以限制過大的電流。
【主權(quán)項】
1.一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)力機(jī)、開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)、功率變換器主電路、升降壓DC/DC變換器、放電與回饋主電路、控制器、風(fēng)速儀；其特征是，所述的風(fēng)力機(jī)連接所述的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)，開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)中的各相繞組與所述功率變換器主電路連接并受其控制，功率變換器主電路輸出連接所述的升降壓DC/DC變換器，升降壓DC/DC變換器的輸出連接所述的放電與回饋主電路，放電與回饋主電路也連接功率變換器主電路，所述的控制器與開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)、功率變換器主電路、升降壓DC/DC變換器、放電與回饋主電路、風(fēng)速儀連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，所述的風(fēng)力機(jī)為可變槳結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，所述的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)可變速運行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，所述的功率變換器主電路包括數(shù)條勵磁與發(fā)電支路、發(fā)電電容器、母線開關(guān)管、起始勵磁電源支路；所述的數(shù)條勵磁與發(fā)電支路為兩條到五條之間，即對應(yīng)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的相繞組數(shù)為兩相到五相之間，每條勵磁與發(fā)電支路有三個端子，最下端為功率變換器主電路的地端，向上連接勵磁開關(guān)管，所述勵磁開關(guān)管的正端即上端分出兩條支路分別連接開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的一相繞組和發(fā)電電力二極管，所述的相繞組另一端連接續(xù)流開關(guān)管，并作為發(fā)電輸出的母線負(fù)端同時是所述發(fā)電電容器的負(fù)極，所述續(xù)流開關(guān)管的另一端即正端連接所述的發(fā)電電力二極管另一端即負(fù)端，同時連接到功率變換器主電路發(fā)電輸出正端母線上，數(shù)條勵磁與發(fā)電支路并聯(lián)后輸出；輸出正端母線上連接所述的母線開關(guān)管一端，母線開關(guān)管另一端即負(fù)端連接所述的發(fā)電電容器正極并輸出，發(fā)電電容器兩端電壓即為發(fā)電電壓，輸出給負(fù)載；所述的起始勵磁電源支路上下分別接發(fā)電電壓負(fù)極和功率變換器主電路的地端，由一支勵磁電力二極管和起動蓄電池串聯(lián)組成，所述起動蓄電池極性為上正下負(fù)，所述勵磁電力二極管為下正上負(fù)。
5.