1.一种变励双向开关磁阻电机功率变换器,由主电路和励磁电路组成,其技术特征是,所述主电路的输入正极端连接所述励磁电路的输出正极端,主电路的输入负极端连接励磁电路的输出负极端,主电路的输出正极端连接励磁电路的输入正极端,主电路的输出负极端连接励磁电路的输入负极端;主电路输出端电压为发电电压,励磁电路输出端电压为励磁电压;
主电路由第一开关管、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、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一相绕组、第二相绕组、第三相绕组、第一二极管、第二二极管、第三二极管、以及第一电感组成,所述第一开关管阳极连接所述第二开关管阳极、所述第三开关管阳极、以及所述第一电容器一端,并作为主电路输入正极端,第一开关管阴极连接所述第一相绕组一端,第二开关管阴极连接所述第二相绕组一端,第三开关管阴极连接所述第三相绕组一端,第一相绕组另一端连接第二相绕组另一端、第三相绕组另一端、所述第二电容器一端、所述第四开关管阳极、所述第五开关管阴极、所述第一二极管阴极、以及所述第二二极管阳极,第二电容器另一端连接所述第六开关管阴极、所述第三二极管阳极、以及所述第一电感一端,第六开关管阳极连接第三二极管阴极和所述第三电容器一端,并作为主电路输出正极端,第三电容器另一端连接第五开关管阳极、所述第四电容器一端、第二二极管阴极、以及第一电感另一端,第四电容器另一端连接第四开关管阴极、第一电容器另一端、以及第一二极管阳极,并作为主电路输入和输出负极端;
励磁电路由第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第五电容器、第六电容器、第七电容器、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、第二电感、第三电感、第四电感、以及变压器组成,所述第二电感一端作为励磁电路输入正极端,第二电感另一端连接所述第七开关管阳极、所述第八开关管阳极、所述第六电容器一端、所述第五二极管阴极、所述第六二极管阴极、以及所述第三电感一端,第三电感另一端连接所述第五电容器一端和所述第四二极管阴极,第四二极管阳极连接第六电容器另一端和所述第四电感一端,第七开关管阴极连接第五二极管阳极、所述第十开关管阳极、所述第八二极管阴极、以及所述变压器一次侧一端,第八开关管阴极连接第六二极管阳极、所述第九开关管阳极、所述第七二极管阴极、以及变压器一次侧另一端,第九开关管阴极连接第七二极管阳极、第十开关管阴极、第八二极管阳极、第五电容器另一端、以及第四电感另一端,并作为励磁电路输入正极端,变压器二次侧一端连接所述第九二极管阳极和所述第十二二极管阴极,变压器二次侧另一端连接所述第十二极管阳极和所述第十一二极管阴极,第九二极管阴极连接第十二极管阴极和所述第七电容器一端,并作为励磁电路输出正极端,第十一二极管阳极连接第十二二极管阳极和第七电容器另一端,并作为励磁电路输出负极端;第二电感、第三电感、以及第四电感三者磁耦合;
第一开关管、第二开关管、以及第三开关管为双向全控型电力电子开关管。
2.根据权利要求1所述的一种变励双向开关磁阻电机功率变换器的控制方法,其技术特征是,当开关磁阻电机作为变励磁电压的开关磁阻发电机工况运行时,其控制方法,由开关磁阻发电机工作原理,根据转子位置信息,当第一相绕组需投入工作时,首先闭合导通第一开关管和第四开关管,其中第一开关管为正向导通,进入励磁阶段,励磁电路输出的励磁电源经由第一开关管和第四开关管向第一相绕组励磁,同时第一电感被充电,根据转子位置信息励磁阶段需结束时,断开第四开关管,进入发电阶段,励磁电源与第一相绕组串联一起经由第一开关管和第二二极管向主电路输出端即第四电容器发电输出,同时第一电感的储能经由第三二极管向主电路输出端即第三电容器发电输出,根据转子位置信息待发电阶段需结束时,断开第一开关管,第一相绕组工作结束;根据转子位置信息,当第二相绕组和第三相绕组先后需投入工作时,仅需将第一相绕组工作时的第一开关管分别更换为第二开关管和第三开关管即可,工作模式相同;
励磁电路根据对励磁电压的要求,通过调节第七开关管、第八开关管、第九开关管、以及第十开关管的PWM开关占空比实现,该四个开关管的开关频率相同、占空比相同,占空比大于0.25并且小于0.5,第七开关管和第九开关管作为一组的开关时刻相同,第八开关管和第十开关管作为另一组的开关时刻相同,并且与第七开关管和第九开关管相位差180度;
当开关磁阻电机作为开关磁阻电动机工况运行时,其控制方法,由开关磁阻电动机工作原理,励磁电路的所有开关管为断开状态,根据转子位置信息,当第一相绕组需供电时,闭合导通第一开关管、第五开关管、以及第六开关管,其中第一开关管为反向导通,主电路输出端即发电电压端作为反向供电的电源电压,其中第四电容器侧经第一开关管和第五开关管向第一相绕组供电励磁,同时第三电容器侧经第六开关管也向第一电感和第二电容器充电,根据转子位置信息待第一相绕组供电需结束时,断开第五开关管和第六开关管,第一电感和第二电容器的储能经由第一二极管反向馈能给第四电容器侧,同时第一相绕组的剩余储能经由第一开关管和第一二极管向第一电容器侧释放,根据转子位置信息第一相绕组需结束工作时断开第一开关管,第一相绕组工作结束;根据转子位置信息,当第二相绕组和第三相绕组需分别投入工作时,仅需将第一相绕组工作时的第一开关管分别更换为第二开关管和第三开关管即可,工作模式相同;该开关磁阻电动机运行控制模式,同时也是作为开关磁阻发电机运行时的启动期间的工作控制模式。