一種直線發電機次級及控制方法

2023-05-04 10:18:16 1

專利名稱：一種直線發電機次級及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種直線發電機次級及控制方法，屬於電力電子技術領域。
背景技術：
在世界範圍內，各國面臨著能源和環保的巨大壓力，因此各種節能和新能源技術 蓬勃發展。自由活塞式內燃發電機就是在這樣的能源和環保的大背景下，近十年逐漸發展 起來的新型動力。它將自由活塞式內燃機和直線發電機耦合為一體，通過往復直線運動的 自由活塞組件切割磁力線，實現機械能直接向電能的轉化。該類直線發電機擁有一個重要 的部件，即直線發電機。該發電機要求具有兩種運行模式，分別是啟動時的電動機模式和發 電時的發電機模式。同時又作為直線發電機，與旋轉發電機相比較，其磁鏈分布呈直線開展 形狀，末端不相連，由此造成具有較強的末端效應。還由於所應用的自由活塞式發動機活塞 直線位移與速度與傳統旋轉式內燃機具有明顯不同，其運動位移曲線為近似正弦曲線，加 速度變化較大，由此給直線發電機帶來更大的電慣性，其設計與控制必須充分考慮到電慣 性的衝擊與調整，否則不僅嚴重影響發電機性能，更影響到整機效能的轉換和供電電路的 使用情況。原有的直線發電機均採用均勻次級排列，即永磁體或勵磁線圈均為等尺寸寬度， 並且等間隔分布，使得其配合直線內燃機時的工作性能下降，存在上述缺陷，嚴重影響穩定 性和能量功率輸出。本發明就是針對直線內燃發電機用的直線電機部分，根據初級動子的 運動規律，提出一種非均勻次級的設計與排列方式，並針對這一特殊的形式設計一種可靠 穩定的控制方法。 現有直線內燃發電機的直線發電機部分直接採用傳統直線發電機的構成，即等尺 寸均勻次級等間隔分布，沒有體現和發揮直線內燃系統的特點和優勢。同時，由於未考慮直 線內燃發電機運動活塞部件的運動規律，其可靠性和電慣性較大，對供電電路和電流逆變 器衝擊較大，使得系統穩定性和控制系統可靠性較差，嚴重影響系統的工作性能。

發明內容
本發明的目的是為了解決現有直線發電機不適用於往復速度變化的問題，提出一 種直線發電機次級及控制方法。 本發明的目的是通過以下技術方案實現的。 本發明的一種直線發電機次級，包括永磁體和背板，永磁體與背板固定連接；永磁 體為4個或4個以上，按排列順序，永磁體的寬度成正弦比例，其排列間隙成餘弦排列。
本發明的一種直線發電機次級的控制方法，其方法為除法器獲取直線電機的速 度值和通過增益器放大的直線電機的感應電動勢，除法器將速度值除以放大後的感應電動 勢值得到效率比，效率比作為控制變量來控制直線發電機。
有益效果 本發明的發電機供電電路穩定，可靠性高。


圖1為非均勻次級截面示意圖；
圖2為控制方法結構圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
實施例 本發明的一種直線發電機次級，如圖1所示，包括6個永磁體和1個背板，永磁體 與背板固定連接；按排列順序，永磁體的寬度依次為5. 0mm、8. Omm、10. Omm、10. 0mm、8. Omm 和5. Omm，其排列間隙依次為1. 9mm、0. 9mm、0. 2mm、0. 9mm和1. 9mm ;背板的寬為20. Omm，長 為55. Omm。
本發明的一種直線發電機次級的控制方法，其方法為除法器獲取直線電機的速 度值和通過增益器放大20倍的直線電機的感應電動勢，除法器將速度值除以放大後的感 應電動勢值得到效率比，效率比作為控制變量來控制直線電機。
本發明的發電機供電電路穩定，可靠性高。
權利要求
一種直線發電機次級，包括永磁體和背板，永磁體為4個或4個以上，永磁體與背板固定連接；其特徵在於按排列順序永磁體的寬度成正弦比例，其排列間隙成餘弦排列。
2. —種直線發電機次級的控制方法，其特徵在於除法器獲取直線電機的速度值和通 過增益器放大的直線電機的感應電動勢，除法器將速度值除以放大後的感應電動勢值得到 效率比，效率比作為控制變量來控制直線發電機。
全文摘要
本發明涉及一種直線發電機次級及控制方法，屬於電力電子技術領域。包括永磁體和背板，永磁體與背板固定連接；按排列順序永磁體的寬度成正弦比例，其排列間隙成餘弦排列；除法器獲取直線電機的速度值和通過增益器放大的直線電機的感應電動勢，除法器將速度值除以放大後的感應電動勢值得到效率比，效率比作為控制變量來控制直線發電機。本發明可以平衡發電電流慣性帶來的衝擊，使得電流逆變器和供電電路穩定，整機性能得到改善；同時，針對該非均勻次級的電機形式，配套設計有一種平衡感應電勢慣性的控制方法，可以提高系統性能，使得控制系統簡化和穩定，整機可靠性得到提高。
文檔編號H02K35/00GK101710778SQ20091024233
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者左正興, 毛金龍, 王東傑, 田春來 申請人:北京理工大學