CN105553358B - 一种自由活塞斯特林发电系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自由活塞斯特林发电系统及控制方法，该系统包括斯特林发动机，直线发电机，以及数字信号处理器，整流桥，功率开关器，所述功率开关器包括控制变换器和逆变器；其中，所述斯特林发动机与所述直线发电机连接，所述直线发电机与所述整流桥的输入端连通；所述数字信号处理器根据接收的温度和运动方向，以及电流和电压数值与预设的数值比较，并控制所述整流桥，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，本发明的控制方法包括检测数据，根据检测数据控制系统状态，本发明能够实现电能双向切换控制功能，起动到发电状态的平滑切换；解决发动机碰撞问题，且满足系统输出电能转换为符合并网标准的电能。

Description

一种自由活塞斯特林发电系统及控制方法

技术领域

本发明涉及斯特林发动机技术领域，尤指一种自由活塞斯特林发电系统及控制方法。

背景技术

直线发电机是一种利用动子的直线运动直接产生电能或者利用电能直接产生直线运动的电器装置，直线发电机以其响应快、高效、高精度等优点，成为当前电机及其控制领域的研究热点。

斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室内冷却，反复地进行这样的循环过程。与内燃机相比，斯特林发动机具有燃料适应范围广、噪音低、维护保养费用低、输出功率稳定等特点。

而自由活塞式斯特林发动机有机械效率和热效率高、寿命长、维护简单(有些场合可以达到免维护的要求)、振动和噪声小、密封可靠、无需液体润滑、能源适用性广等特点。在空间能源系统、水下能源系统、小型热电联供系统、太阳能热发电系统、手提式发电系统、极端偏远地区发电系统、余热利用发电系统等领域，体现出良好的市场发展前景。

将直线发电机和自由活塞斯特林发动机结合，两者配套工作，更能相互发挥自身特点，提供系统的效率和寿命，可以节省能源，促进新能源利用的发展。

但由于直线发电机结合自由活塞斯特林发电系统是非常复杂的高耦合系统，要充分发挥两者的优点，需要有效避免活塞行程超限而引发的碰撞问题，需要解决整个发电系统如何平稳起动问题，需要解决起动与发电状态无缝切换，需要保证发电系统的发电品质能够满足相关标准要求。

为此本领域的技术人员需要一个设计合理、成本低、结构简单、自动化程度高和实用性强的发电系统拓扑结构及控制方法，以保证两者结合的系统能够稳定可靠运行，且能够发出品质较高的电能。

发明内容

本发明的目的是提供一种自由活塞斯特林发电系统，能够实现电能双向切换控制功能，实现系统起动到发电状态的平滑切换；能够保护发动机而有效避免活塞行程超限而引发的碰撞问题。通过功率开关器控制直线发电机实现系统起动，且能在发电后将系统输出电能转换为符合并网标准的电能。

为解决上述问题，本发明提供一种自由活塞斯特林发电系统，该系统包括：

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；

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。

本技术方案中，通过设置的数字信号处理的接收和控制，实现对斯特林发动机和直线发电机，以及功率开关器的控制，且满足双向切换控制的功能，使系统具备起动和发电双功能，减少了组成整个系统的部件数量，有利于提高系统的可靠性和安全性，同时也降低了系统的生产成本。

通过在直线发电机的输出端与整流桥之间设置第一电压传感器和第二电流传感器，分别对两者之间的电压和电流做有效的控制，且通过预设的电压和电流数值进一步的对整流桥和逆变器的开启或停止进行控制，使系统实现启动、发电或停止。

优选地，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。

通过不同的桥臂，以及不同的桥臂与不同部件的连接实现不同作用，使直线发电机在不同的状态下实现不同的功能，同时满足控制变换器在不同状态下实现作用。

优选地，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。

设置的升压电感可以对输入端和输出端的电压做有效的控制，进而可以保证系统运行的稳定性。

优选地，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。

进一步在控制变换器和逆变器之间的正负端上设有直流母线电容，通过设置的直流母线电容对控制变换器和逆变器的保护，同时保证切换时的稳定性，提高使用寿命。进而通过设置的第二电压传感器，实现对两者之间电压的监控，并对控制变换器的开启和停止进行操作。

优选地，所述逆变器的输出端上串联一滤波电感和并联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。

通过设置的第三电压传感器和所述第二电流传感器的电压和电流的控制，保证系统发电多得的交流电与电网所需的交流电较吻合，起到校正的作用。

优选地，所述功率开关器的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。

本技术方案中，进一步设置的驱动电路，目的是通过设置的驱动电路实现数字信号处理器对功率开关器的控制。

优选地，所述斯特林发动机为自由活塞式斯特林发动机，所述直线发电机为永磁发电机。

将斯特林发动机设置为自由活塞式发动机，而直线发电机为永磁发电机，通过自由活塞式发动机实现将热能转换成机械能，再通过永磁发电机实现由机械能转换成电能。

本发明另一个目的是提供一种自由活塞斯特林发电系统的控制方法：

自由活塞斯特林发电系统为上述中所述的自由活塞斯特林发电系统，控制方法步骤如下：

步骤10，所述数字信号处理器接收所述直线发电机的输出端与所述整流桥之间的电流和电压数值，以及将所述斯特林发动机上的温度信息和所述直线发电机上的运动方向信息，并与预定的数值进行对比控制系统状态；

步骤20，当接收的所述斯特林发动机上的温度达到预定数值后，接收直线发电机上的运动信号，确定第一次运动方向，并停止所述整流桥和所述逆变器，通过开启的所述控制变换器给所述直线发电机提供动力，实现系统启动；

当接收的电压和电流数据达到预定的最大数值时，所述数字信号处理器14控制所述整流桥和所述逆变器开启，并通过开启的所述控制变换器接收所述整流桥转换的直流电，再由所述逆变器得到电网所需的交流电，实现系统发电；

当接收的电压和电流数据达到预定的最小数值时，所述数字信号处理器14控制所述整流桥和所述逆变器开启，并通过开启的所述控制变换器使所述斯特林发动机降温，实现系统停止。

优选地，步骤20中，当系统发电时，通过所述数字信号处理器接收第一电压传感器和第一电流传感器上电压和电流数值，同时接收第三电压传感器和第二电流传感器上的电压和电流数值，两数值进行比较，并调整使其输出的交流电符合电网所需的交流电。

通过本发明提供的自由活塞斯特林发电系统及控制方法，带来以下至少一种的优点：

1、本发明通过设置的功率开关器能够实现双向切换控制功能，使整个系统具备起动发电双功能，减少了组成系统部件的数量，有利于提高系统的可靠性和安全性，同时也降低了系统的成本。

2、本发明即可以用并网发电，也可以用于独立离网运行，扩大了自由活塞斯特林发电系统应用范围。

3、本发明能够实现自由活塞斯特林发电系统的平稳起动，能有效避免自由活塞斯特林发动机的活塞行程超限而引发的碰撞问题，保证发动机安全。

4、本发明能够解决自由活塞斯特林发电系统起动与发电状态的无缝切换，使发电系统的发电品质能够满足相关标准要求。

5、本发明的自由活塞斯特林发电系统控制方法较简单，主要是通过数字信号处理器，实现数据的接收和处理，实现该系统在开启、发电或停止。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对自由活塞斯特林发电系统上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明自由活塞斯特林发电系统的拓扑结构图；

图2是本发明自由活塞斯特林发电系统在起动时，直线发电机在电动机状态时，采用端电压补偿V/f控制策略示意图。

附图标号说明：

1-斯特林发动机；2-直线发电机；3-第一电压传感器；4-第一电流传感器；5-整流桥；6-升压电感；7-控制变换器；8-直流母线电容；9-第二电压传感器；10-逆变器；11-滤波电感；12-滤波电容；13-第三电压传感器；14-数字信号处理器；15-驱动电路；16-第二电流传感器；17-第一桥臂；18-第二桥臂；19-第三桥臂。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，图中细线的连接表示电连接，而空心的箭头线表示信号的连接。

在本发明的实施例中，参照图1所示，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1；用于将机械能转换为电能的直线发电机2，以及用于将斯特林发动机1上的温度信息和直线发电机2上的运动方向信息以数字方式表示，并处理的数字信号处理器14；还包括整流桥5，整流桥5用于将述直线发电机2内输出的交流电转换成直流电；功率开关器，而功率开关器具体的包括了用于将接收整流桥5转换的直流电，并变换成恒定直流电的控制变换器7，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10。实际运用时，斯特林发动机1与直线发电机2连接，直线发电机2的输出端与整流桥5的输入端连通，并将两者之间的电流和电压传输至数字信号处理器14；由数字信号处理器14实现对电流和电压的监控。同时数字信号处理器14对斯特林发动机1上的温度，以及对直线发电机2的运动信号做监测，进而将监测的数值与预先设定的数值比较，并控制整流桥5，控制变换器7和逆变器10的开启和停止，实现系统启动、发电或停止。

其中，斯特林发动机1为自由活塞式斯特林发动机，而直线发电机2为永磁发电机。

在本实施例中，直线发电机2的输出端与整流桥5之间设有第一电压传感器3和第一电流传感器4，而第一电压传感器3和第一电流传感器4均与数字信号处理器14连通，实现对直线发电机2的输出端与整流桥5之间的电压和电流的监测，再通过监测的数值与预定的数值做比较，使第二发电2在不同的状态下实现不同的功能。

具体的预先设定最大和最小的电流和电压数值，当数字信号处理器14接收到第一电压传感器3和第一电流传感器4上数值达到预定最大值时，整流桥5和逆变器10开启，整个系统处于发电模式，而第二发动电机2起到了发电的功能；当数字信号处理器14接收到第一电压传感器3和第一电流传感器4上数值达到预定最小值时，控制整流桥5和逆变器10停止，整个系统处于变频电动模式。而变频电动模式包括开启状态和停止状态，开启状态时第二发动机2作为电动机带动将电能转换成机械能，使其运动的频率较快，满足发电的要求；停止状态时，第二发动机2会慢慢停止。

设置的控制变换器7和逆变器10的开关管可以采用IGBT或者智能功率模块IPM(即功率开关)，本申请实施中采用的是智能功率模块IPM，即控制变换器7和逆变器10是在一个智能功率模块IPM内。智能功率模块IPM设有三个桥臂，分别为第一桥臂17、第二桥臂18，以及第三桥臂19。其中第一桥臂17用于整流桥5和控制变换器6连通，且与第一桥臂17上设有升压电感6构成升压电路。而第二桥臂18和第三桥臂19构成单相全桥，实现控制变换器7和逆变器10的连通。应说明的是，升压电感6的输入端与整流桥5的正输入端连通，而升压电感6的输出端与控制变换器7的正输入端连通，实现对升压电感6的输入端和输出端的电压进行控制，保证连通控制变换器7一端的电压高于整流桥5一端的电压。进而将用于切换整流桥5、控制变换器7和逆变器10的连接形式的控制开关可由接触器构成。

在本实施例中，控制变换器7的正负输出端均通过直流母线电容8与逆变器10的正负输入端连通，且在控制变换器7的正输入端上连通第二电压传感器9，且将第二电压传感器9与数字信号处理器14连通。同时在逆变器10的输出端上串联一滤波电感11和并联滤波电容12后与电网输入端连通。进而在滤波电感11与电网输入端之间设有第三电压传感器13，滤波电容12与逆变器10的输出端之间设有第二电流传感器16；同时将第三电压传感器13和第二电流传感器12均与数字信号处理器14连通。通过设置的第三电压传感器13和第二电流传感器12与数字信号处理器14连通，实现对逆变器10变换的交流和电压做监控，使其更加符合电网所需的交流电。

进而在功率开关器与数字信号处理器14之间通过一驱动电路15连通，具体的驱动电路15输入端与数字信号处理器14连通，而驱动电路15输出端与功率开关器的输入端(即分别与控制变换器7和逆变器10的输出端)连通，实现对控制电路的信号进行放大的中间电路，提高切换时电路中电流和电压的稳定性，使其达到平稳切换。

在本实施中，整个系统在起动、发电和停机不同运行状态下，主要是通过对整流桥5、控制变换器7和逆变器10的连接形式的改变及采用适当的控制方法可使发电系统在三种工作状态内均能正常工作，从而实现电能双向切换控制功能，实现系统起动到发电状态的平滑切换；能够保护发动机而有效避免活塞行程超限而引发的碰撞问题，进而使系统具备结构简单，自动化程度高，实用性强，便于推广应用等优点。

同时通过整流桥5、控制变换器7和逆变器10的开闭。使整个系统的中的各部件之间形成控制部、功率部和检测部。其中，控制部由数字信号处理器14和控制变换器7的驱动电路15组成；功率部由整流桥5、升压电感6、控制变换器7、直流母线电容8、逆变器10、滤波电感11、滤波电容12组成；检测部由第一电压传感器3、第一电流传感器4、第二电压传感器9、第三电压传感器13第二电流传感器16组成。

本发明提出自由活塞斯特林发电系统，其工作原理描述如下：

自由活塞斯特林直线电机发电工作原理：自由活塞斯特林受热膨胀(斯特林发动机1)，推动活塞运动，活塞推动直线电机(直线发电机2)动子运动，生成感应电动势，从而在初级绕组中产生交流电流，在此运行状态下，直线电机处于发电状态，即起发电机功能。

参看图2，自由活塞斯特林发电系统在起动时，直线发电机工作在电动机状态，采用端电压补偿V/f控制策略,，在起动过程中，开环给定初始电压V0和定子频率f以确保足够大的起动力矩将直线发电机动子运动频率从1Hz逐渐提升带动斯特林发动机起动，通过电流电压闭环，数字信号处理器14根据检测到动子频率与定子的反电势变化情况切换工作状态到发电状态。

自由活塞斯特林发电系统在发电时，电网视作理想的电压源，逆变器10的输出电压被电网电压钳制，因此，只要控制输出电流能够跟踪电网电压就可实现并网功能。控制变换器7由开关管IGBT和二极管以及输入电感L和输出电容C组成，通过输出电压控制环路实现输出电压的稳定控制，使得输出电压跟踪参考值；通过电感电流控制环路实现电感电流的波形跟踪交流电压整流波形的瞬时值变化，电流参考信号的幅度由数字信号处理器的输出设定，这样交流输入电流就按照交流电压波形变化，实现功率因素的校正。

自由活塞斯特林发电系统在停车时，首先切断系统地能量供应，由于斯特林发动机(斯特林发动机1)热头的温度仍然较高，不能立刻停车，需要将该温度降低至安全数值后整个系统再停止运动。在停车开始阶段，由于斯特林发动机(斯特林发动机1)内仍有残余的热量，发电系统仍能发电，直线发电机(直线发电机2)工作在发电模式，但发电功率逐渐减小，当发电为零时，此时直线发电机工作在电动模式，直线发电机他形式的能源转换成电能的机械设备拖动斯特林发动机运行，整个系统作为制冷机运行以降低斯特林发动机的温度，达到设定数值后，直线发电机停止，整个发电系统完成停车工作。

本发明一种自由活塞斯特林发电系统的控制方法，具体的对上述实施例中自由活塞斯特林发电系统控制方法步骤如下：

步骤10，数字信号处理器14接收直线发电机2的输出端与整流桥5之间的电流和电压数值，以及将斯特林发动机1上的温度信号和直线发电机2上的运动信号，并与预定的数值进行对比控制系统状态；

步骤20，当接收的斯特林发动机1上的温度达到预定数值后，接收直线发电机2上的运动信号，确定第一次运动方向，并停止整理桥5和逆变器10，通过开启的控制变换器7给直线发电机2提供动力，实现系统启动；

当接收的电压和电流数据达到预定的最大数值时，数字信号处理器14控制整流桥5和逆变器10开启，并通过开启的控制变换器7接收整流桥5转换的直流电，再由逆变器10得到电网所需的交流电，实现系统发电；

当接收的电压和电流数据达到预定的最小数值时，数字信号处理器14控制整流桥5和逆变器10开启，并通过开启的控制变换器7使所述斯特林发动机降温，实现系统停止。

具体自由活塞斯特林发电系统的控制方法中步骤20如下：

在系统起动时，在斯特林发动机的热头温度达到数值后，数字信号处理器14根据直线发电机2动子的位置，确定直线发电机2动子第一次的运动方向，停止整流桥5与逆变器10，通过驱动电路15使控制变换器7工作在变频电动模式，驱动控制变换器7提供足够的能量缓慢带动直线发电机2电动运行，直线发电机2拖动斯特林发动机在运行行程内进行直线往复运动，在这过程中，随着系统往复运动的频率加快，当数字信号处理器14检测第一电压传感器3、第一电流传感器4的输出信号达到规定数值后，系统完成起动工作，进入发电运行。

在系统发电时，达到发电运行要求后，此时斯特林发动机拖动直线发电机2做直线往复运动，数字信号处理器14打开整流桥5和逆变器6、通过驱动电路15使控制变换器7工作在发电模式，直线发电机2输出的交流电经过整流桥5、升压电感6、控制变换器7、直流母线电容8得到恒定直流电压、再经过逆变器10、滤波电感11、滤波电容12获得合格的电能，供给电网或负载使用。根据第一电压传感器3、第一电流传感器4、第二电压传感器9、第三电压传感器13、第二电流传感器16输出信号，数字信号处理器14调节控制变换器7的工作状态，以实现发电系统功率因素的校正。应说明的是，可以通过数字信号处理器4接收第一电压传感器3和第一电流传感器4上电压和电流数值，同时接收第三电压传感器13和第二电流传感器12上的电压和电流数值，两数值进行比较，并调整使其输出的交流电符合电网所需的交流电。

系统停车时，数字信号处理器14切断斯特林发动机的能量供应，当斯特林发动机的热头温度达到规定停车数值且第一电压传感器3、第一电流传感器4的输出信号达到规定停车数值后，数字信号处理器14停止整流桥5和逆变器10，通过驱动电路15使控制变换器7工作在变频电动模式，直线发电机2拖动斯特林发动机运动以降低其热头的温度，达到设定数值后，数字信号处理器14停止控制变换器7，直线发电机2停止，整个发电系统完成停车工作

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

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。

7.一种自由活塞斯特林发电系统的控制方法，其特征在于：

自由活塞斯特林发电系统为权利要求1-6中任意一项所述的自由活塞斯特林发电系统，控制方法步骤如下：

步骤10，所述数字信号处理器接收所述直线发电机的输出端与所述整流桥之间的电流和电压数值，以及将所述斯特林发动机上的温度信息和所述直线发电机上的运动方向信息，并与预定的数值进行对比控制系统状态；

步骤20，当接收的所述斯特林发动机上的温度达到预定数值后，接收直线发电机上的运动信号，确定第一次运动方向，并停止所述整流桥和所述逆变器，通过开启的所述控制变换器给所述直线发电机提供动力，实现系统启动；

当接收的电压和电流数据达到预定的最大数值时，所述数字信号处理器控制所述整流桥和所述逆变器开启，并通过开启的所述控制变换器接收所述整流桥转换的直流电，再由所述逆变器得到电网所需的交流电，实现系统发电；

当接收的电压和电流数据达到预定的最小数值时，所述数字信号处理器控制所述整流桥和所述逆变器开启，并通过开启的所述控制变换器使所述斯特林发动机降温，实现系统停止。

8.根据权利要求7所述的自由活塞斯特林发电系统的控制方法，其特征在于：

步骤20中，当系统发电时，通过所述数字信号处理器接收第一电压传感器和第一电流传感器上电压和电流数值，同时接收第三电压传感器和第二电流传感器上的电压和电流数值，两数值进行比较，并调整使其输出的交流电符合电网所需的交流电。

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