热声发电系统蓄电池负载的最大功率控制策略.pdf

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1、研究与开发热声发电系统蓄电池负载的最大功率控制策略夏加宽王星晨何新(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳l10870)摘要热声发电系统具有热转换效率高、运行可靠、污染少等优点。若将直线发电机发出的电能直接存储到蓄电池中，只有高于其端电压时才会工作，转换效率较低。为了使蓄电池负载获得最大功率，从而提高热声发电系统的运行效率，本文采用buck—boost变换电路对发电机输出的电压进行变换。通过对其动态方程的分析，得出了断流模式下蓄电池负载的最大功率控制策略。仿真结果表明，与直接充电方式相比，所采用的控制策略使蓄电池负载获得的功率提高了一倍以上。关键词：热声发

2、电；蓄电池；buck．boost电路；最大功率控制MaximumPowerControlStrategyofThermoacousticPowerGenerationSystemwithBatteryLoadX／aJiakuanWangXingchenHeXin(SchoolofElectricalEngineering，ShcnyangUniversityofTechnology,Shenyang110870)AbstractThermoacousticpowergenerationsystemhasthemeritsofhighthermalc

3、onversioneficiency,reliableoperationandlowenvironmentalpollution．Howeve~ifthebatteryischargedbythelineargeneratorinthedirectway,thesystemworksonlywhentheoutputvoltageofthegeneratorishigherthantheterminalvoltageofthebattery,andthetransfereficiencyisrelativelylow．Buck—boostconve

4、rtingcircuitisusedinthispapertotransformtheoutputvoltageofthelineargenerator，inordertomakethebatterygetthemaximumpower，andthentoimprovetheeficiencyofthethermoacousticpowergenerationsystem．Thedynamicequationsofthesystemareanalyzed，andthenthemaximumpowercontrolstrategyofthebatte

5、ryloadisobtained．Thesimulationresultsshowthatwiththeproposedcontrolstrategy，thepowerreceivedbybatteryismorethantwiceoftheonewiththetraditionalway．Keywords：thermoacousticpowergeneration；battery；buck—boostcircuit；maximumpowercontrol热声发电系统是由热声发动机带动永磁直线发电接AC—DC变换电路，省去了整流二极管的损耗，一机做

6、水平往复运动，从而实现热能到电能的转化I“，定程度上提高了电能的利用率，但却只能进行升压属于振动发电的一种。它可以实现对低品质热能(如操作，应用场合受到限制。汽车尾气、工业废气等)的收集，在如今能源枯竭、此外，还可以将振动发电机输出的电能储存到环境污染严重的社会中有很好的应用前景【2】。目前针蓄电池中。蓄电池的充电方法有常规充电、快速充对振动发电的能量收集和利用已经受到国内外学者和智能充等。目前，快速充电和智能充电的密切关注。技术均已得到广泛应用，然而，热声发电系统的负文献【3—4]将振动发电机输出的电能转化为恒压载特性较软，当负载电流增大时，电磁

7、阻力增大，直流电源加以利用，分别提出了一种无整流桥的直活塞的振动位移减小，发出的电压减小，电流也随2012年第11期嘲技7lcf1国家自然科学基金资助项目(50977058)研究与开发之减小J，无法提供足够大的电流，上述充电方式图中Tl为开关器件MOSFET，L为储能电感，无法得到应用。为蓄电池的端电压，D广D4为二极管整流桥，利文献[9]研究了压电振动发电系统对蓄电池的用二极管D的单向导通性来避免蓄电池给电感反充充电技术，提出了一种无传感器的电能最优收集方电。将永磁直线发电机等效成交流电压源电机法。但由于压电发电与热声发电机理不同，该方法内阻。和

8、绕组电感串联的形式，小电容c用来也无法直接应用。为三。提供放电回路。本文在电流较小的情况下，将永磁直线发电机由于电感中的电