[发明专利]一种互感耦合直线开关磁阻波浪发电机的调谐控制算法

摘要

本发明公开了一种互感耦合式直线开关磁阻波浪发电机的调谐控制算法，针对低速、大推力的海洋环境，跟踪发电系统的功率谐振点来控制发电机的励磁电流，以期达到最大功率吸收的目的。其系统包括一台作为发电机本体的互感耦合式的双边直线开关磁阻电机，以及作为控制器的不对称半桥拓扑功率变换装置，采用单极性双相分时励磁发电的控制模式，使发电机的运动频率跟随波浪的频率而变化，在一定的频率范围内实现波浪能最大功率吸收的能力。本发明提出的谐振点跟踪控制波浪发电机的调谐控制算法具有提高系统能量转换效率，增加系统可靠性及无需增加附加硬件设备而节约成本的优点，有着很好的工业化前景。

主权项

一种作为直驱式振荡浮子波浪发电装置的调谐控制算法，其特征在于，控制捕获频率范围较窄的波浪能发电装置尽可能跟踪波浪频率的变化，最大限度的提高波浪能‑电能的转换效率，包括幅值控制和相位控制，幅值控制为控制发电机动子的运动产生的波浪能幅值等于发电机从海洋中吸收的波浪能幅值，而相位控制为控制发电机动子的运动速度和波浪激励力同相位，实现幅值和相位控制的主要步骤如下：第一步：将机械浮子随波浪运动带动发电机动子上下运动的简单机械谐振系统等效类比为一个串联谐振电路，在串联谐振电路中，波浪激励力等效为驱动电压源，动子速度等效为电流，发电机的反向电磁力等效为负载的端电压，分解为阻性负载端电压和感性负载端电压；第二步：对于近岸平底均匀水深域，根据势流理论，波浪力呈正弦周期分布，若假设动子位移也呈正弦周期分布，根据机械运动方程可知，发电机的反向电磁力也呈正弦周期分布，而被负载电阻消耗的功率也就代表了由发电机发出的有用功率；第三步：根据互感耦合式的直线开关磁阻发电机的工作原理可知，改变激励电流的大小，使发电机的反向电磁力随着波浪起伏的速度和位置而发生变化，保证串联谐振电路中系统固有阻抗和负载阻抗成共轭关系，此时达到等效电路达到谐振点，负载吸收功率最大，波能转换装置吸收波能最大。