[发明专利]基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置及方法

说明书

本发明属于动力控制技术领域，提供了一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置及方法。其中，基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置包括电流控制单元和输出控制单元；电流控制单元，用于根据外部输出功率要求以及电磁力与电流大小的关系，得到发电机分段控制情况、每段电流大小及作用时间，再根据发电机电压与电流关系，计算出分段控制区间内所需电压；输出控制单元，其一端连接发电机的电源，基于Boost升压原理，输出各个分段控制区间内所需电压，并施加于电机。其利用电流率得到所需电压，以达到快速调节发电机功率的目的。

技术领域

本发明属于动力控制技术领域，尤其涉及一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

自由活塞直线发电机是自由活塞式内燃机和直线发电机耦合形成的一种新型能源转换装置，其热效率比传统发动机高，对节能减排、缓解环境压力可以起到显著作用。自由活塞直线发电机主要包括发动机和发电机两个主要部件，在启动时，发电机作为电动机拖动活塞运动到上止点，完成第一个循环过程；在正常运行时，直线发电机在内燃机活塞推动下快速运动，将燃料的化学能转变为电能供外界使用。

自由活塞直线发电机中的发电机在启动过程中提供动力，作为电动机拖动活塞运动，当活塞速度到达目标值并且活塞止点处于设定位置时内燃机点火启动，此后直线发电机在内燃机活塞推动下快速运动转变为发电机模式。因此，当内燃机机稳定运行时，输出动力基本保持不变，但是作为增程器使用时，对外输出功率又是实时可变的。但是，发明人发现，由于电机自身存在电机常数，无论是励磁电流或者拖动电流都难以快速改变，使得在启动和拖动过程中容易出现启动和拖动困难的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置及方法，其利用电流得到所需电压，以达到快速调节发电机功率的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置。

在一个或多个实施例中，一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置，包括电流控制单元和输出控制单元；

电流控制单元，用于根据外部输出功率要求以及电磁力与电流大小的关系，得到发电机分段控制情况、每段电流大小及作用时间，再根据发电机电压与电流关系，计算出分段控制区间内所需电压；

输出控制单元，其一端连接发电机的电源，基于Boost升压原理，输出各个分段控制区间内所需电压，并施加于电机。

本发明的第二个方面提供一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置的调节方法。

在一个或多个实施例中，一种基于电压调节的自由活塞直线发电机功率调节装置的调节方法，包括：

根据外部输出功率要求以及电磁力与电流大小的关系，得到发电机分段控制情况、每段电流大小及作用时间，再根据发电机电压与电流关系，计算出分段控制区间内所需电压；

基于Boost升压原理，输出各个分段控制区间内所需电压，并施加于电机。

本发明的有益效果是：

本发明根据外部输出功率要求以及电磁力与电流大小的关系，得到发电机分段控制情况、每段电流大小及作用时间，再根据发电机电压与电流关系，计算出分段控制区间内所需电压，以外部控制信号为基础，计算目标电流，基于电流变化规律，得到所需电压；基于Boost升压原理，输出各个分段控制区间内所需电压，并施加于电机，其中，Boost升压输入电流是连续的，减轻了对电源的电磁干扰，这样基于分段控制电流大小，可以在保证其他条件不变的情况下，实现相同发电量的工况下，提高发动机输出功率。

附图说明