自由活塞式斯特林永磁直線發(fā)電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、自由活塞式斯特林發(fā)動機結構緊湊、效率高、燃料多樣化，在空間技術、核能應用、太陽能應用、熱回收等領域有很大潛力。直線發(fā)電機以其響應快、高效、高精度等優(yōu)點，成為當前電機及其控制領域的研究熱點。將兩者配套工作，可以節(jié)省能源，提高效率和控制精度，促進新能源利用的發(fā)展。
　　本文建立了永磁同步直線電機和自由活塞式斯特林發(fā)動機的數(shù)學模型，分析了斯特林發(fā)動機輸出功率控制的決定因素，研究了起動控制和發(fā)電控制的不同控制策略。在 MATLAB/Sim

2、ulink中分別建立了起動階段和發(fā)電階段的系統(tǒng)仿真模型，并進行了仿真研究。仿真結果驗證了控制策略的可行性。
　　設計了控制系統(tǒng)的硬件電路，包括驅動電路和控制電路。驅動電路由驅動板電源、功率驅動及隔離電路、檢測及隔離電路、保護電路等部分構成；控制電路由TMS320F2812 DSP控制器及外設、控制板電源、位置檢測電路、故障信號處理電路等部分構成。系統(tǒng)使用可變差動變送器（LVDT）檢測直線電機動子位置，設計了LVDT的驅動調理電路。

3、
　　進行了控制系統(tǒng)的軟件設計，本系統(tǒng)軟件包括主程序和中斷處理程序兩部分。系統(tǒng)復位后，先初始化定時器、AD模塊、PWM模塊等，開啟定時器中斷和PWM保護中斷，在中斷條件滿足時執(zhí)行中斷服務子程序。
　　最后，使用一臺圓筒型永磁同步直線發(fā)電機為樣機進行了實驗。使用一臺無刷直流電動機作為原動機模擬自由活塞式斯特林發(fā)動機，通過曲軸連桿機構實現(xiàn)旋轉運動和直線運動間的轉換。進行了起動階段和發(fā)電階段電壓調整情況的實驗，測試了電流環(huán)，獲得了