CN110784137B - 一种升压双馈开关磁阻发电机变流*** - Google Patents

Abstract

一种升压双馈开关磁阻发电机变流***，由绕组电路、辅助抬压电路、输出滤波器、双馈电路、蓄电池、励磁开关管组成，在励磁阶段时，绕组电路和各个辅助抬压电路支路等全部通电绕组和电感均为并联连接，从而便于强化励磁及快速充电，关断励磁开关管和充电开关管后进入发电阶段时全部储能元件自动变流为大串联，极大的提升了输出电压，解决了少开关管下仅仅采用感性元件实现强化励磁、发电和高电压抬升输出的问题，并且基于此下依然保持电流源本色输出，各器件电压应力远小于发电电压；双馈电路解决了蓄电池自动充电和极端时反向馈能问题，提高了适应性和可靠性；适用于各类动力驱动下的开关磁阻发电机***领域。

Description

一种升压双馈开关磁阻发电机变流***

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机***领域，具体涉及一种全电感直升压、正向充电反向馈能的高性能开关磁阻发电机变流***及其控制方法。

背景技术

开关磁阻电机越来越受到业界重视，尤其开关磁阻发电机在发电领域，也逐步受到重视，但其变流***作为开关磁阻发电机***的核心，发展较为缓慢。

开关磁阻发电机运行中每相绕组根据定转子之间位置关系分别投入工作，每相绕组工作中又分为励磁和发电两大阶段，并分时进行，励磁阶段一般希望能快速的励磁，因为励磁阶段是吸收电能，发电阶段输出电能，一个周期下输出电能一定要大于吸收的电能，否则开关磁阻发电机的总输出电能为负，就不是发电机了，所以励磁要快速建立电流，以便给发电阶段留足足够多时间和足够大的起始电流；同时，快速的、强化下实现励磁电流的尽快建立往往也需要简易的结构和控制下实现为最优。

大多数应用场合下，发电机直接输出的电压往往不能满足需要，需要进一步单独的装置来升压，在开关磁阻发电机***领域，也存在这个问题，如果在励磁和发电变流***中兼顾实现电压的跃升，则非常具有实际意义。

开关磁阻发电机由于其绕组感性的充电和放电发电的特征，对于负载侧来说，这个电源(开关磁阻发电机)就像一个直流电流源，所以，业界一些采用开关磁阻发电机作为电能来源的场合，往往是一些需要较为稳定的电流源，同时又需要更高的电压的这样的负载，或者局域网络，所以，升压的同时，如果能保持开关磁阻发电机输出的直流电流源的本色，也一定具有实际意义。

低电压应力是电力电子行业这种强弱电接口***中各类装置所较为关注的，高应力势必带来结构和控制的复杂，成本的增高，如实际中一处开关可能需要多个开关管串并联连接获得等。

在蓄电池作为他励电源供电励磁的开关磁阻发电机***中较为常见，有他励模式的优点，但又缺乏自励的优点，同时也是他励的缺点，即增加了维护工作量，采用发电电压作为输入给蓄电池充电是发展趋势，但又面临尽量需要可调节自动充电、与发电输出端解耦等问题，同时考虑到只有在蓄电池需要时才充电，所以设计复杂的充电***后利用率又太低；借鉴双馈异步风力发电***中的经验和现实，负载侧如果面临电压骤降等极端情况，原本正常的绕组发电输出***不能满足负载侧需要，需要尽快增加电能输出时，如果蓄电池储存有足够电能，是否可以加以利用呢？尤其利用原有的蓄电池充电***反向馈能工作呢？另外，充电和馈能往往是在高频下工作，因为除了提高电能质量，还有缩小体积重量，降低成本的驱动，所以软开关往往是必须的，进而也提高效率和可靠性。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明就提出了一种并联强化励磁和充电、少开关并联变串联的全电感结构、保持电流源特色高电压抬升输出、低应力、正向自动充电和反向馈能的高适应性灵活性、高可靠性、高效率的开关磁阻发电机变流***及其控制方法，适用于各类动力输入下的开关磁阻发电机***领域。

本发明的技术方案为：

一种升压双馈开关磁阻发电机变流***，其特征是，包括：绕组电路、辅助抬压电路、输出滤波器、双馈电路、蓄电池、励磁开关管，所述绕组电路输出端与所述输出滤波器输入正端、所述励磁开关管阳极连接，绕组电路输入端与所述辅助抬压电路输入端、所述双馈电路输出正端、所述蓄电池正极连接，辅助抬压电路输出1端与双馈电路输出负端、蓄电池负极、励磁开关管阴极连接，辅助抬压电路输出2端与输出滤波器输入负端连接，输出滤波器输出正端连接双馈电路输入正端，输出滤波器输出负端连接双馈电路输入负端；

蓄电池作为励磁电源；输出滤波器输出正负两端即为输出发电电压两端；

绕组电路由相同结构的第一相绕组电路、第二相绕组电路、…、第M相绕组电路并联连接而成，M＞2，每个相绕组电路为开关磁阻发电机的一个相绕组的电路，每相绕组分为两个支绕组，分别为第一支绕组和第二支绕组；

并联连接的各个相绕组电路内部由第一二极管、第二二极管、第三二极管、绕组开关管，以及所述第一支绕组、所述第二支绕组组成，所述第一二极管阳极连接第一支绕组一端，并作为绕组电路的输入端，第一二极管阴极连接第二支绕组一端、所述第二二极管阴极，第二二极管阳极连接第一支绕组另一端、所述第三二极管阳极，第三二极管阴极连接第二支绕组另一端、所述绕组开关管阳极，绕组开关管阴极作为绕组电路输出端；

辅助抬压电路由第一辅助抬压电路、第二辅助抬压电路、…、第N辅助抬压电路组成，N＞2，所述第一辅助抬压电路结构与所述第二及到第N的其余辅助抬压电路结构不同，第二及到第N的其余辅助抬压电路结构相同；

第一辅助抬压电路由第一充电开关管、第一电感、第二电感、第四二极管、第五二极管、第六二极管组成，所述第一充电开关管阳极作为辅助抬压电路的输入端，第一充电开关管阴极连接所述第一电感一端、所述第四二极管阳极，并作为辅助抬压电路的输出2端，第一电感另一端连接所述第五二极管阳极、所述第六二极管阳极，第四二极管阴极连接第五二极管阴极、所述第二电感一端，第二电感另一端连接第六二极管阴极；

第二及到第N的其余辅助抬压电路内部结构由第二充电开关管、第三电感、第四电感、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管组成，所述第二充电开关管阳极作为辅助抬压电路输入端，第二充电开关管阴极连接所述第三电感一端、所述第七二极管阳极、所述第十二极管阴极，第三电感另一端连接所述第八二极管阳极、所述第九二极管阳极，第七二极管阴极连接第八二极管阴极、所述第四电感一端；

其中第二辅助抬压电路的第十二极管阳极连接所述第十一二极管阳极，并连接相邻即第一辅助抬压电路的第二电感另一端、第六二极管阴极，第N辅助抬压电路的第十二极管阳极连接第十一二极管阳极，并连接相邻即第N-1辅助抬压电路的第九二极管阴极、第四电感另一端、第十一二极管阴极，第N辅助抬压电路的第九二极管阴极连接第四电感另一端、第十一二极管阴极，并作为辅助抬压电路的输出1端；

输出滤波器由第十二二极管、第一电容器组成，所述第十二二极管阳极作为输出滤波器输入正端，第十二二极管阴极连接所述第一电容器一端，并作为输出滤波器输出正端，第一电容器另一端作为输出滤波器的输入负端和输出负端；

双馈电路由双向隔离器、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、第五电感、第六电感、第七电感、第八电感、第九电感组成，所述双向隔离器的输入正端和输入负端分别作为双馈电路的输入正端和输入负端，双向隔离器的输出正极连接所述第二电容器一端、所述第一开关管阳极，第一开关管阴极连接所述第三开关管阳极、所述第四开关管阳极、所述第四电容器一端、所述第七电感一端，第二电容器另一端连接所述第三电容器一端、所述第二开关管阳极，第三电容器另一端连接双向隔离器输出负极、第三开关管阴极、第四电容器另一端、所述第五电感一端、所述第六电容器一端、所述第五电容器一端、所述第六电感一端、所述第七开关管阴极、所述第七电容器一端，并作为双馈电路输出负端，第四开关管阴极连接第五电感另一端，第七电感另一端连接第六电容器另一端、所述第八电感一端，第八电感另一端连接所述第六开关管阳极，第六开关管阴极连接第二开关管阴极、第七开关管阳极、第五电容器另一端、所述第五开关管阳极、所述第九电感一端，第五开关管阴极连接第六电感另一端，第九电感另一端连接第七电容器另一端，并作为双馈电路输出正端；

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、第七开关管均为带有反并联二极管的全控型电力电子开关器件。

一种升压双馈开关磁阻发电机变流***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，闭合励磁开关管和第一相绕组电路的绕组开关管，进入励磁阶段，蓄电池作为励磁电源向第一相绕组供电励磁，此时需同时闭合辅助抬压电路中的第一充电开关管和全部第二充电开关管，即同时向第一电感、第二电感、第三电感、第四电感充电；根据转子位置信息，当励磁阶段结束时，断开励磁开关管、第一充电开关管、第二充电开关管，进入发电阶段，经输出滤波器向外输出发电电能；根据转子位置信息待发电阶段结束时，断开第一相绕组电路中的绕组开关管，第一相绕组工作结束；

根据转子位置信息，当第二相绕组及其他相绕组需投入工作时，工作模式与第一相绕组相同，第二相绕组电路及其他相绕组电路对应第一相绕组电路，其余所需器件与第一相绕组工作时完全相同，公用；

运行工作中蓄电池作为励磁电源，但当蓄电池中的电量低于下限值时，双馈电路将投入工作，并且为正向工作，即向蓄电池充电，蓄电池所需电能来自输出滤波器输出的发电电能经双馈电路提供，双馈电路正向工作中，遵循如下控制方法：

第二开关管和第六开关管同时开关；第二开关管和第六开关管断开的同时第一开关管闭合；第一开关管断开的同时第五开关管闭合；第五开关管断开的同时第七开关管闭合；第七开关管断开后第二开关管和第六开关管闭合；以上涉及的双馈电路开关管均为PWM工作模式，在以上双馈电路各开关管约束条件下，调节其各个开关管的开关占空比即可调节双馈电路输出电压和电流，以满足蓄电池的充电电压和电流需求；当蓄电池电量达到上限值时，双馈电路停止工作，即其全部开关管为断开状态；

当出现发电输出侧即输出滤波器的输出正负端外接负载过大或其他因素并使得发电电压骤降，同时蓄电池的电量高于下限值时，双馈电路投入反向工作，即蓄电池电能经由双馈电路反向向发电输出侧馈能，此时双馈电路的控制方法为：

第四开关管和第五开关管同时开关；第三开关管和第七开关管同时闭合；第一开关管和第二开关管同时开关；第四开关管和第五开关管断开的同时第三开关管和第七开关管闭合；第三开关管超前于第七开关管断开；第七开关管断开后第一开关管和第二开关管闭合；第一开关管和第二开关管断开后第四开关管和第五开关管闭合；在以上双馈电路相关开关管控制方法约束条件下，调节其各开关管PWM占空比即可调节反向输出的电压大小，以满足负载侧对电压的需要；

以上双馈电路工作中，其内部以第四开关管、第四电容器、第五电感为一组，第五开关管、第五电容器、第六电感为一组，各自依靠谐振模式辅助实现双馈电路内其他开关管的零电压软开关，而第三开关管、第六电容器、第七电感组成的回路起到中间吸储功能，为实现双馈电路的不同方向输入输出的电压变化提供支持。

本发明的技术效果主要有：

(1)本发明的绕组电路和辅助抬压电路组合下，在励磁阶段相绕组分支自动并联，起到了强化励磁的效果，辅助抬压电路的各个辅助抬压支路的各个电感也是自动并联关系，也能快速被充电，他们的电压均为蓄电池电压，待到发电阶段时，相绕组的两个支绕组自动并联变串联(无需开关管辅助实现)，各个辅助抬压支路内部的两个电感同样自动并联变串联，以及各个辅助抬压支路之间也自动并联变串联(无需专门开关管辅助)，从而这些全部支绕组和电感都串联在一起输出，期间没有电容器，只有感性元件，一起串联放电，同时也与蓄电池一起串联输出为发电电压，可见发电电压至少在此发电阶段将远大于蓄电池的励磁电压，并且辅助抬压支路数越多升压越大，还要特别注意的是，根据开关磁阻发电机感性发电的原理，我们常说开关磁阻发电机就好比一个直流电流源，而本发明的结构及控制下，即全电感的抬压后输出下，夯实强化了开关磁阻发电机作为直流电流源的本性，升压又不失本色！同时所需开关管数量少，控制简单。

(2)并且，在励磁和发电期间，当中的全部开关管和电感等器件，他们的电压应力都明显小于发电电压。

(3)本发明为蓄电池他励模式，保持他励优点的同时，兼具备自励模式优点，自动为蓄电池充电，由双馈电路完成，需要充电时双馈电路才工作，或者***输出侧出现极端情况时双馈电路也投入工作，以上两种情况基本上是极端的、短暂的，并且正向充电和反向馈能公用大部分器件，工作中输出的电压电流也可以根据需要调节，灵活性适应性强，另外，虽然双馈电路工作中各个开关管PWM模式为高频下，但确均可实现零电压软开关，效率高，可靠性高。

附图说明

图1所示为本发明的一种升压双馈开关磁阻发电机变流***结构图。

图2所示为本发明的绕组电路结构图。

图3所示为本发明的各相绕组电路图。

图4所示为本发明的辅助抬压电路结构图。

图5所示为本发明的第一辅助抬压电路图。

图6所示为本发明的除第一辅助抬压电路之外其余辅助抬压电路图。

图7所示为本发明的输出滤波器电路图。

图8所示为本发明的双馈电路图。

具体实施方式

本实施例的一种全电感升压双馈开关磁阻发电机变流***，变流***总结构如附图1所示，其由绕组电路1、辅助抬压电路2、输出滤波器3、双馈电路4、蓄电池X、励磁开关管VL组成，绕组电路1输出端与输出滤波器3输入正端、励磁开关管VL阳极连接，绕组电路1输入端与辅助抬压电路2输入端、双馈电路4输出正端、蓄电池X正极连接，辅助抬压电路2输出1端与双馈电路4输出负端、蓄电池X负极、励磁开关管VL阴极连接，辅助抬压电路2输出2端与输出滤波器3输入负端连接，输出滤波器3输出正端连接双馈电路4输入正端，输出滤波器3输出负端连接双馈电路4输入负端；

蓄电池X作为励磁电源；输出滤波器3输出正负两端即为本发明开关磁阻发电机发电输出两端，也即俗称的发电电压端。

绕组电路1由相同结构的第一相绕组电路、第二相绕组电路、…、第M相绕组电路并联连接而成，如附图2所示，M＞2，可适应不同相绕组数量(常见的三相、四相、五相等等)的开关磁阻发电机，每个相绕组电路为开关磁阻发电机的一个相绕组的连接电路，每相绕组分为两个支绕组，分别为第一支绕组R1和第二支绕组R2；

并联连接的各个相绕组电路内部电路结构如附图3所示，其由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、绕组开关管VR，以及第一支绕组R1、第二支绕组R2组成，第一二极管D1阳极连接第一支绕组R1一端，并作为绕组电路1的输入端，第一二极管D1阴极连接第二支绕组R2一端、第二二极管D2阴极，第二二极管D2阳极连接第一支绕组R1另一端、第三二极管D3阳极，第三二极管D3阴极连接第二支绕组R2另一端、绕组开关管VR阳极，绕组开关管VR阴极作为绕组电路1输出端。

辅助抬压电路2由第一辅助抬压电路201、第二辅助抬压电路202、…、第N辅助抬压电路20N组成，如附图4所示，N＞2，所需发电电压要求越大，N值越大，第一辅助抬压电路201结构与第二及到第N等其余辅助抬压电路结构不同，第二及到第N的其余辅助抬压电路结构相同；

第一辅助抬压电路201，由第一充电开关管VS1、第一电感L1、第二电感L2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6组成，如附图5所示，第一充电开关管VS1阳极作为辅助抬压电路2的输入端，第一充电开关管VS1阴极连接第一电感L1一端、第四二极管D4阳极，并作为辅助抬压电路2的输出2端，第一电感L1另一端连接第五二极管D5阳极、第六二极管D6阳极，第四二极管D4阴极连接第五二极管D5阴极、第二电感L2一端，第二电感L2另一端连接第六二极管D6阴极；

第二及到第N等其余辅助抬压电路内部结构，由第二充电开关管VS2、第三电感L3、第四电感L4、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组成，如附图6所示，第二充电开关管VS2阳极作为辅助抬压电路2输入端，第二充电开关管VS2阴极连接第三电感L3一端、第七二极管D7阳极、第十二极管D10阴极，第三电感L3另一端连接第八二极管D8阳极、第九二极管D9阳极，第七二极管D7阴极连接第八二极管D8阴极、第四电感L4一端；

其中第二辅助抬压电路202的第十二极管D10阳极连接第十一二极管D11阳极，并连接相邻即第一辅助抬压电路201的第二电感L2另一端，即第六二极管D6阴极，第N辅助抬压电路20N的第十二极管D10阳极连接第十一二极管D11阳极，并连接相邻即第N-1辅助抬压电路20(N-1)的第九二极管D9阴极、第四电感L4另一端、第十一二极管D11阴极，第N辅助抬压电路20N的第九二极管D9阴极连接第四电感L4另一端、第十一二极管D11阴极，并作为辅助抬压电路2的输出1端。

输出滤波器3由第十二二极管D12、第一电容器C1组成，如附图7所示，第十二二极管D12阳极作为输出滤波器3输入正端，第十二二极管D12阴极连接第一电容器C1一端，并作为输出滤波器3输出正端，第一电容器C1另一端作为输出滤波器3的输入负端和输出负端。

双馈电路4由双向隔离器、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V7、第七开关管V7、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9组成，如附图8所示，双向隔离器的输入正端和输入负端分别作为双馈电路4的输入正端和输入负端，双向隔离器的输出正极连接第二电容器C2一端、第一开关管V1阳极，第一开关管V1阴极连接第三开关管V3阳极、第四开关管V4阳极、第四电容器C4一端、第七电感L7一端，第二电容器C2另一端连接第三电容器C3一端、第二开关管V2阳极，第三电容器C3另一端连接双向隔离器输出负极、第三开关管V3阴极、第四电容器C4另一端、第五电感L5一端、第六电容器C6一端、第五电容器C5一端、第六电感L6一端、第七开关管V7阴极、第七电容器C7一端，并作为双馈电路4输出负端，第四开关管V4阴极连接第五电感L5另一端，第七电感L7另一端连接第六电容器C6另一端、第八电感L8一端，第八电感L8另一端连接第六开关管V6阳极，第六开关管V6阴极连接第二开关管V2阴极、第七开关管V7阳极、第五电容器C5另一端、第五开关管V5阳极、第九电感L9一端，第五开关管V5阴极连接第六电感L6另一端，第九电感L9另一端连接第七电容器C7另一端，并作为双馈电路4输出正端；

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均为带有反并联二极管的高频全控型电力电子开关器件IGBT或电力MOSFET等。

本发明实施例的一种全电感升压双馈开关磁阻发电机变流***控制方法，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，闭合励磁开关管VL和第一相绕组电路101的绕组开关管VR，进入励磁阶段，蓄电池X作为励磁电源向第一相绕组(第一支绕组R1和第二支绕组R2并联)供电励磁，此时需同时闭合辅助抬压电路2中的第一充电开关管VS1和全部第二充电开关管VS2，即同时向第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4并联充电，忽略管压降的话，第一相绕组的第一支绕组R1、第二支绕组R2、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4的各自两端电压均为蓄电池X电压，各个辅助抬压支路为并联关系；根据转子位置信息，当励磁阶段结束时，断开励磁开关管VL、第一充电开关管VS1和全部第二充电开关管VS2，进入发电阶段，经输出滤波器3向外输出发电电能，此时的路径为第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4(N-1个L3-L4)、蓄电池X、第一相绕组的第一支绕组R1、第二支绕组R2串联在一起共同放电输出，可见此时发电电压将远大于蓄电池X电压辅助抬压支路数量越多发电电压越大；根据转子位置信息待发电阶段结束时，再断开第一相绕组电路101中的绕组开关管VR，第一相绕组工作结束；

根据转子位置信息，当第二相绕组及其他相绕组需投入工作时，工作模式与第一相绕组相同，第二相绕组电路102及其他相绕组电路(103…10M)对应第一相绕组电路，其余所需器件与第一相绕组工作时完全相同，公用。

本实施例变流***运行工作中，蓄电池X作为励磁电源，但当蓄电池X中的电量低于下限值时，双馈电路4将投入工作，并且为正向工作，即向蓄电池X充电，其所需输入电能来自输出滤波器3输出的发电电能，双馈电路4正向工作中，遵循如下控制方法：

第二开关管V2和第六开关管V6同时开关；第二开关管V2和第六开关管V6断开的同时第一开关管V1闭合；第一开关管V1断开的同时第五开关管V5闭合；第五开关管V5断开的同时第七开关管V7闭合；第七开关管V7断开后留一短暂死区(以利于零电压软开关，此时其反并联二极管导通)之后第二开关管V2和第六开关管V6再闭合；以上涉及的双馈电路4开关管们均为PWM工作模式，在以上双馈电路4各开关管约束条件下，调节其各个开关管的开关占空比即可调节双馈电路4输出电压和电流，以满足蓄电池X的充电电压和电流需求，充电期间，第三开关管V3和第四开关管V4全程为断开状态；当蓄电池X电量达到上限值时，双馈电路4停止工作，即其全部开关管为断开状态；

当出现发电电压输出侧即输出滤波器的输出正负端外接负载过大或其他因素并使得发电电压骤降，同时蓄电池X的电量高于下限值时，双馈电路4投入反向工作，即蓄电池X电能经由双馈电路4反向向发电输出侧馈能，此时双馈电路4的控制方法为：

第四开关管V4和第五开关管V5同时开关；第三开关管V3和第七开关管V7同时闭合；第一开关管V1和第二开关管V2同时开关；第四开关管V4和第五开关管V5断开的同时第三开关管V3和第七开关管V7闭合；第三开关管V3超前于第七开关管V7断开；第七开关管V7断开后留一短暂死区(以利于零电压软开关，此时其反并联二极管导通)后第一开关管V1和第二开关管V2再闭合；第一开关管V1和第二开关管V2断开后留一短暂死区(以利于零电压软开关，此时其反并联二极管导通)后第四开关管V4和第五开关管V5闭合；在以上双馈电路4相关开关管控制方法约束条件下，调节其各开关管PWM占空比即可调节反向输出的电压大小，以满足负载侧对电压的需要；在此期间第六开关管V6为断开状态；当无需双馈电路4反向馈能工作时，其全部开关管为断开状态；

以上双馈电路4工作中，其内部以第四开关管V4、第四电容器C4、第五电感L5为一组，第五开关管V5、第五电容器C5、第六电感L6为一组，各自依靠谐振模式辅助实现双馈电路4内其他开关管的零电压软开关，而第三开关管V3、第六电容器C6、第七电感L7组成的回路起到中间吸储功能，为实现双馈电路4的不同输入输出的电压变化提供支持。

Claims (2)

1.一种升压双馈开关磁阻发电机变流***，其特征是，包括：绕组电路、辅助抬压电路、输出滤波器、双馈电路、蓄电池、励磁开关管，所述绕组电路输出端与所述输出滤波器输入正端、所述励磁开关管阳极连接，绕组电路输入端与所述辅助抬压电路输入端、所述双馈电路输出正端、所述蓄电池正极连接，辅助抬压电路输出1端与双馈电路输出负端、蓄电池负极、励磁开关管阴极连接，辅助抬压电路输出2端与输出滤波器输入负端连接，输出滤波器输出正端连接双馈电路输入正端，输出滤波器输出负端连接双馈电路输入负端；

蓄电池作为励磁电源；输出滤波器输出正负两端即为输出发电电压两端；

绕组电路由相同结构的第一相绕组电路、第二相绕组电路、...、第M相绕组电路并联连接而成，M＞2，每个相绕组电路为开关磁阻发电机的一个相绕组的电路，每相绕组分为两个支绕组，分别为第一支绕组和第二支绕组；

并联连接的各个相绕组电路内部由第一二极管、第二二极管、第三二极管、绕组开关管，以及所述第一支绕组、所述第二支绕组组成，所述第一二极管阳极连接第一支绕组一端，并作为绕组电路的输入端，第一二极管阴极连接第二支绕组一端、所述第二二极管阴极，第二二极管阳极连接第一支绕组另一端、所述第三二极管阳极，第三二极管阴极连接第二支绕组另一端、所述绕组开关管阳极，绕组开关管阴极作为绕组电路输出端；

辅助抬压电路由第一辅助抬压电路、第二辅助抬压电路、...、第N辅助抬压电路组成，N＞2，所述第一辅助抬压电路结构与所述第二及到第N的其余辅助抬压电路结构不同，第二及到第N的其余辅助抬压电路结构相同；

第一辅助抬压电路由第一充电开关管、第一电感、第二电感、第四二极管、第五二极管、第六二极管组成，所述第一充电开关管阳极作为辅助抬压电路的输入端，第一充电开关管阴极连接所述第一电感一端、所述第四二极管阳极，并作为辅助抬压电路的输出2端，第一电感另一端连接所述第五二极管阳极、所述第六二极管阳极，第四二极管阴极连接第五二极管阴极、所述第二电感一端，第二电感另一端连接第六二极管阴极；

第二及到第N的其余辅助抬压电路内部结构由第二充电开关管、第三电感、第四电感、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管组成，所述第二充电开关管阳极作为辅助抬压电路输入端，第二充电开关管阴极连接所述第三电感一端、所述第七二极管阳极、所述第十二极管阴极，第三电感另一端连接所述第八二极管阳极、所述第九二极管阳极，第七二极管阴极连接第八二极管阴极、所述第四电感一端；

其中第二辅助抬压电路的第十二极管阳极连接所述第十一二极管阳极，并连接相邻即第一辅助抬压电路的第二电感另一端、第六二极管阴极，第N辅助抬压电路的第十二极管阳极连接第十一二极管阳极，并连接相邻即第N-1辅助抬压电路的第九二极管阴极、第四电感另一端、第十一二极管阴极，第N辅助抬压电路的第九二极管阴极连接第四电感另一端、第十一二极管阴极，并作为辅助抬压电路的输出1端；

输出滤波器由第十二二极管、第一电容器组成，所述第十二二极管阳极作为输出滤波器输入正端，第十二二极管阴极连接所述第一电容器一端，并作为输出滤波器输出正端，第一电容器另一端作为输出滤波器的输入负端和输出负端；

双馈电路由双向隔离器、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、第五电感、第六电感、第七电感、第八电感、第九电感组成，所述双向隔离器的输入正端和输入负端分别作为双馈电路的输入正端和输入负端，双向隔离器的输出正极连接所述第二电容器一端、所述第一开关管阳极，第一开关管阴极连接所述第三开关管阳极、所述第四开关管阳极、所述第四电容器一端、所述第七电感一端，第二电容器另一端连接所述第三电容器一端、所述第二开关管阳极，第三电容器另一端连接双向隔离器输出负极、第三开关管阴极、第四电容器另一端、所述第五电感一端、所述第六电容器一端、所述第五电容器一端、所述第六电感一端、所述第七开关管阴极、所述第七电容器一端，并作为双馈电路输出负端，第四开关管阴极连接第五电感另一端，第七电感另一端连接第六电容器另一端、所述第八电感一端，第八电感另一端连接所述第六开关管阳极，第六开关管阴极连接第二开关管阴极、第七开关管阳极、第五电容器另一端、所述第五开关管阳极、所述第九电感一端，第五开关管阴极连接第六电感另一端，第九电感另一端连接第七电容器另一端，并作为双馈电路输出正端；

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、第七开关管均为带有反并联二极管的全控型电力电子开关器件。

2.根据权利要求1所述的一种升压双馈开关磁阻发电机变流***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，闭合励磁开关管和第一相绕组电路的绕组开关管，进入励磁阶段，蓄电池作为励磁电源向第一相绕组供电励磁，此时需同时闭合辅助抬压电路中的第一充电开关管和全部第二充电开关管，即同时向第一电感、第二电感、第三电感、第四电感充电；根据转子位置信息，当励磁阶段结束时，断开励磁开关管、第一充电开关管、第二充电开关管，进入发电阶段，经输出滤波器向外输出发电电能；根据转子位置信息待发电阶段结束时，断开第一相绕组电路中的绕组开关管，第一相绕组工作结束；

根据转子位置信息，当第二相绕组及其他相绕组需投入工作时，工作模式与第一相绕组相同，第二相绕组电路及其他相绕组电路对应第一相绕组电路，其余所需器件与第一相绕组工作时完全相同，公用；

运行工作中蓄电池作为励磁电源，但当蓄电池中的电量低于下限值时，双馈电路将投入工作，并且为正向工作，即向蓄电池充电，蓄电池所需电能来自输出滤波器输出的发电电能经双馈电路提供，双馈电路正向工作中，遵循如下控制方法：

第二开关管和第六开关管同时开关；第二开关管和第六开关管断开的同时第一开关管闭合；第一开关管断开的同时第五开关管闭合；第五开关管断开的同时第七开关管闭合；第七开关管断开后第二开关管和第六开关管闭合；以上涉及的双馈电路开关管均为PwM工作模式，在以上双馈电路各开关管约束条件下，调节其各个开关管的开关占空比即可调节双馈电路输出电压和电流，以满足蓄电池的充电电压和电流需求；当蓄电池电量达到上限值时，双馈电路停止工作，即其全部开关管为断开状态；

当出现发电输出侧即输出滤波器的输出正负端外接负载过大或其他因素并使得发电电压骤降，同时蓄电池的电量高于下限值时，双馈电路投入反向工作，即蓄电池电能经由双馈电路反向向发电输出侧馈能，此时双馈电路的控制方法为：

第四开关管和第五开关管同时开关；第三开关管和第七开关管同时闭合；第一开关管和第二开关管同时开关；第四开关管和第五开关管断开的同时第三开关管和第七开关管闭合；第三开关管超前于第七开关管断开；第七开关管断开后第一开关管和第二开关管闭合；第一开关管和第二开关管断开后第四开关管和第五开关管闭合；在以上双馈电路相关开关管控制方法约束条件下，调节其各开关管PWM占空比即可调节反向输出的电压大小，以满足负载侧对电压的需要；

以上双馈电路工作中，其内部以第四开关管、第四电容器、第五电感为一组，第五开关管、第五电容器、第六电感为一组，各自依靠谐振模式辅助实现双馈电路内其他开关管的零电压软开关，而第三开关管、第六电容器、第七电感组成的回路起到中间吸储功能，为实现双馈电路的不同方向输入输出的电压变化提供支持。

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