[发明专利]一种自由活塞斯特林发电系统及控制方法

权利要求书

1.一种自由活塞斯特林发电系统，包括：

用于将热能转换为机械能的斯特林发动机；

用于将机械能转换为电能的直线发电机；

用于将所述斯特林发动机上的温度和所述直线发电机上的运动方向以数字方式表示，并处理的数字信号处理器；

用于将所述直线发电机产生的交流电转换成直流电的整流桥；

功率开关器；

其特征在于：

所述功率开关器包括用于将接收所述整流桥转换的直流电，并变换成恒定直流电的控制变换器，以及用于将恒定的直流电进行变换成电网所需的交流电的逆变器；

所述斯特林发动机与所述直线发电机连接，所述直线发电机的输出端与所述整流桥的输入端连通，并将两者之间的电流和电压传输至所述数字信号处理器；

所述数字信号处理器根据接收的温度信息和运动方向信息，以及电流和电压数值与预先设定的数值比较，并进行控制所述整流桥，所述控制变换器和所述逆变器的开启或停止，实现系统启动、发电或停止；

所述直线发电机的输出端与整流桥之间设有第一电压传感器和第一电流传感器，所述第一电压传感器和所述第一电流传感器均与所述数字信号处理器连通；

当所述数字信号处理器接收到所述第一电压传感器和第一电流传感器上数值达到预定最大值时，所述整流桥和所述逆变器开启，系统处于发电模式；

当所述数字信号处理器接收到所述第一电压传感器和第一电流传感器上数值达到预定最小值时，控制所述整流桥和所述逆变器停止，系统处于变频电动模式。

2.根据权利要求1所述的自由活塞斯特林发电系统，其特征在于：

所述功率开关器上设有三个桥臂，分别为第一桥臂、第二桥臂，以及第三桥臂；

所述第一桥臂用于连通所述整流桥和所述控制变换器；

所述第二桥臂和所述第一桥臂构成单相全桥，用于连通所述控制变换器和所述逆变器。

3.根据权利要求2所述的自由活塞斯特林发电系统，其特征在于：

所述第一桥臂上设有用于控制电路中电压的升压电感，所述升压电感的输入端与所述整流桥的正输出端连通；所述升压电感的输出端与所述控制变换器的正输入端连通。

4.根据权利要求3所述的自由活塞斯特林发电系统，其特征在于：

所述控制变换器的正负输出端均通过直流母线电容与所述逆变器的正负输入端连通，且在所述控制变换器的正输入端上连通第二电压传感器，所述第二电压传感器与所述数字信号处理器连通。

5.根据权利要求1所述的自由活塞斯特林发电系统，其特征在于：

所述逆变器的输出端上串联一滤波电感和并联一滤波电容后与电网输入端连通；

所述滤波电感与电网输入端之间设有第三电压传感器，所述滤波电容与所述逆变器的输出端之间设有第二电流传感器；

第三电压传感器和所述第二电流传感器均与所述数字信号处理器连通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的自由活塞斯特林发电系统，其特征在于：

所述功率开关器与所述数字信号处理器之间通过一驱动电路连通，所述驱动电路输入端与所述数字信号处理器连通，所述驱动电路输出端与所述功率开关器的输入端连通。