[发明专利]一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法

权利要求书

1.一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，包括如下内容：

定义匹配优化设计系统参数；

匹配优化设计目标：发动机与直线电机额定功率相匹配，且发动机实际输出功率能够达到发动机额定功率；

以系统输出要求为基础的优化匹配设计：确定系统输出功率要求，确定直线电机额定功率P₂，并对直线电机进行选型或设计；根据直线电机额定功率P₂和直线电机额定频率f₂匹配初始发动机额定功率P₁和额定工作频率f₁；获得初始发动机能够输出的最大扭矩T₁，获得系统动子组件质量m；计算匹配后系统实际运行频率f和发动机实际输出功率P_实际，通过发动机实际输出功率P_实际与其额定功率P₁差值的绝对值与额定功率P₁的比值同设定阈值的比较，来决定是否继续进行优化；

所述比值若小于等于设定阈值，则优化完成；

若比值大于设定阈值，则重新匹配发动机，并获取重新匹配发动机的活塞机及连杆质量，获得重新匹配后系统动子组件质量，以获取发动机实际输出功率；

所述重新匹配发动机包括如下内容：

以上次匹配后系统的实际运行频率f为再次匹配时发动机的额定运行频率；

保证发动机额定功率P₁不变，计算再次匹配时，发动机期望输出的扭矩值T；

T＝9549P₁/60f

根据运行频率f、期望输出扭矩T和额定功率P₁对发动机进行重新选型和设计，实现发动机和直线电机的再次匹配。

2.根据权利要求1所述的一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，所述系统动子组件质量m为发动机活塞及连杆的质量m₁和直线电机动子质量m₂之和。

3.根据权利要求1所述的一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，所述初始发动机额定功率匹配为：发动机额定功率P₁大于等于直线电机额定功率P₂。

4.根据权利要求1所述的一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，所述发动机实际输出功率P_实际通过如下公式计算：

P_实际＝60T₁f/9549

T₁为发动机最大输出扭矩，f为系统实际运行频率。

5.根据权利要求1所述的一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，通过重新选型和设计发动机实现发动机和直线电机的重新匹配，并获取重新匹配发动机的活塞及连杆质量，获得重新匹配后系统动子质量，计算重新匹配后系统的实际运行频率和发动机实际输出功率，判断实际输出功率是否满足要求，不满足要求则对发动机进行再次匹配。

6.根据权利要求1所述的一种基于系统输出的自由活塞直线电机匹配优化方法，其特征在于，对发动机进行重新选型和设计时，应满足如下条件：发动机额定功率与直线电机额定功率相匹配；发动机额定频率与实际运行频率相同。