一种直线发电机次级及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种直线发电机次级及控制方法，属于电力电子技术领域。包括永磁体和背板，永磁体与背板固定连接；按排列顺序永磁体的宽度成正弦比例，其排列间隙成余弦排列；除法器获取直线电机的速度值和通过增益器放大的直线电机的感应电动势，除法器将速度值除以放大后的感应电动势值得到效率比，效率比作为控制变量来控制直线发电机。本发明专利技术可以平衡发电电流惯性带来的冲击，使得电流逆变器和供电电路稳定，整机性能得到改善；同时，针对该非均匀次级的电机形式，配套设计有一种平衡感应电势惯性的控制方法，可以提高系统性能，使得控制系统简化和稳定，整机可靠性得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于电力电子

技术介绍
在世界范围内，各国面临着能源和环保的巨大压力，因此各种节能和新能源技术 蓬勃发展。自由活塞式内燃发电机就是在这样的能源和环保的大背景下，近十年逐渐发展 起来的新型动力。它将自由活塞式内燃机和直线发电机耦合为一体，通过往复直线运动的 自由活塞组件切割磁力线，实现机械能直接向电能的转化。该类直线发电机拥有一个重要 的部件，即直线发电机。该发电机要求具有两种运行模式，分别是启动时的电动机模式和发 电时的发电机模式。同时又作为直线发电机，与旋转发电机相比较，其磁链分布呈直线开展 形状，末端不相连，由此造成具有较强的末端效应。还由于所应用的自由活塞式发动机活塞 直线位移与速度与传统旋转式内燃机具有明显不同，其运动位移曲线为近似正弦曲线，加 速度变化较大，由此给直线发电机带来更大的电惯性，其设计与控制必须充分考虑到电惯 性的冲击与调整，否则不仅严重影响发电机性能，更影响到整机效能的转换和供电电路的 使用情况。原有的直线发电机均采用均匀次级排列，即永磁体或励磁线圈均为等尺寸宽度， 并且等间隔分布，使得其配合直线内燃机时的工作性能下降，存在上述缺陷，严重影响稳定 性和能量功率输出。本专利技术就是针对直线内燃发电机用的直线电机部分，根据初级动子的 运动规律，提出一种非均匀次级的设计与排列方式，并针对这一特殊的形式设计一种可靠 稳定的控制方法。 现有直线内燃发电机的直线发电机部分直接采用传统直线发电机的构成，即等尺 寸均匀次级等间隔分布，没有体现和发挥直线内燃系统的特点和优势。同时，由于未考虑直 线内燃发电机运动活塞部件的运动规律，其可靠性和电惯性较大，对供电电路和电流逆变 器冲击较大，使得系统稳定性和控制系统可靠性较差，严重影响系统的工作性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有直线发电机不适用于往复速度变化的问题，提出一 种直线发电机次级及控制方法。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。 本专利技术的一种直线发电机次级，包括永磁体和背板，永磁体与背板固定连接；永磁 体为4个或4个以上，按排列顺序，永磁体的宽度成正弦比例，其排列间隙成余弦排列。 本专利技术的一种直线发电机次级的控制方法，其方法为除法器获取直线电机的速 度值和通过增益器放大的直线电机的感应电动势，除法器将速度值除以放大后的感应电动 势值得到效率比，效率比作为控制变量来控制直线发电机。 有益效果 本专利技术的发电机供电电路稳定，可靠性高。附图说明 图1为非均匀次级截面示意图； 图2为控制方法结构图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。 实施例 本专利技术的一种直线发电机次级，如图1所示，包括6个永磁体和1个背板，永磁体 与背板固定连接；按排列顺序，永磁体的宽度依次为5. 0mm、8. Omm、10. Omm、10. 0mm、8. Omm 和5. Omm，其排列间隙依次为1. 9mm、0. 9mm、0. 2mm、0. 9mm和1. 9mm ;背板的宽为20. Omm，长 为55. Omm。本专利技术的一种直线发电机次级的控制方法，其方法为除法器获取直线电机的速 度值和通过增益器放大20倍的直线电机的感应电动势，除法器将速度值除以放大后的感 应电动势值得到效率比，效率比作为控制变量来控制直线电机。 本专利技术的发电机供电电路稳定，可靠性高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线发电机次级，包括永磁体和背板，永磁体为４个或４个以上，永磁体与背板固定连接；其特征在于：按排列顺序永磁体的宽度成正弦比例，其排列间隙成余弦排列。

【技术特征摘要】
一种直线发电机次级，包括永磁体和背板，永磁体为4个或4个以上，永磁体与背板固定连接；其特征在于按排列顺序永磁体的宽度成正弦比例，其排列间隙成余弦排列。2. —种直线发电机次级的...

【专利技术属性】
技术研发人员：左正兴，田春来，王东杰，毛金龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]