CN108999722A - 斯特林机的控制电路、控制方法及斯特林机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路简单可靠，不需要逆变器模块和启动电源的斯特林机控制电路和控制方法。本发明的技术解决方案是，包括斯特林机和公共电路，其特征在于，启动电路，包括与斯特林机串联的电阻模块，斯特林机启动时外部电网与启动电路连通；供电电路，包括与斯特林机并联的电阻模块和与斯特林机串联的电容模块，通过电容模块调整斯特林机相位角，通过电阻模块检测斯特林机发电电压达到供电电压，供电电路与外部电网连通，通过启动电路，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机，方便快捷，且实用电子元件少。

Description

斯特林机的控制电路、控制方法及斯特林机

技术领域

本发明涉及发电设备，更确切地说涉及一种斯特林机的控制电路及控制方法。

背景技术

自由活塞式斯特林直线发电机可将空间热源如太阳能，核能等转化成机械能，然后通过连接在发电机上的直线电机将机械能转化成电能，是一种重要的航天电源。航天电源是遥测设备和航天仪器仪表等的电力支持系统，所以对其可靠性要求非常高，而自由活塞式斯特林发电机相对于其它斯特林发电机具有效率高、排气污染少、噪音低、运转特性好、寿命长和可靠性高等优点。所以进行自由活塞式斯特林发电机控制电路的研究非常有意义。

现有的斯特林机的控制电路，控制电路均包含各种逆变器模块以及启动电源，额外的启动电源增加了部件以及成本，且各种逆变器模块大大增加了控制电路的复杂性程度，不仅增加了部件和成本，且电路复杂稳定性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种电路简单可靠，不需要逆变器模块和启动电源的斯特林机控制电路和控制方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种斯特林机的控制电路，包括斯特林机和公共电路，其特征在于，还包括：

启动电路，包括与斯特林机串联的电阻模块，斯特林机启动时外部电网与启动电路连通；

供电电路，包括与斯特林机并联的电阻模块和与斯特林机串联的电容模块，通过电容模块调整斯特林机相位角，通过电阻模块检测斯特林机发电电压达到供电电压，供电电路与外部电网连通。

优选的，还包括刹车电路，刹车电路包括与斯特林机串联的阻模块和电容模块，紧急关闭时特林机与外部电网断开并与刹车电路连通。

优选的，所述的电阻模块包括至少一个电阻。

优选的，所述的启动电路包括与斯特林机串联的第一电阻模块，供电电路包括与斯特林机并联的第二电阻模块，刹车电路包括与斯特林机串联的第三电阻模块。

优选的，所述的启动电路还包括检测斯特林机热端温度的温度传感器。

优选的，所述的供电电路还包括外接的电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小。

本发明的斯特林机的控制电路，与现有技术相比，具有以下优点：通过启动电路，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机并联的电阻模块和与斯特林机串联的电容模块，通过电容模块调整斯特林机相位角，通过电阻模块检测斯特林机发电电压达到供电电压，使斯特林机满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性，刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机进行反向做功，避免斯特林机内活塞出现撞缸的现象。

本发明的技术解决方案是，提供一种斯特林机，包括上述任意所述的斯特林机的控制电路，还包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧室、活塞组件和发电机，所述的壳体设有电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小。

本发明的斯特林机，与现有技术相比，具有以下优点：通过启动电路，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机并联的电阻模块和与斯特林机串联的电容模块，通过电容模块调整斯特林机相位角，通过电阻模块检测斯特林机发电电压达到供电电压，使斯特林机满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性，刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机进行反向做功，避免斯特林机内活塞出现撞缸的现象，通过壳体上设置电流表，不仅方便更换，且不影响斯特林机内部主控板，不会由于电流表烧毁主控板，结构更加稳定，且可以直接读取，方便人为操作。

本发明的技术解决方案是，提供一种斯特林机的控制方法，包括以下步骤：

S1，启动电路与外部电网连通，启动电路中电阻模块对斯特林机进行分压以满足斯特林机的启动电压，斯特林机启动并与启动电路断开；

S2，斯特林机与供电电路连通，斯特林机热端持续加热运行，通过供电电路上与斯特林机并联的第二电阻检测斯特林机发电电压达到供电电压，并通过电容模块调整斯特林机相位角，供电电路与外部电网连通；

S3，斯特林机正常关闭或紧急关闭，当斯特林机紧急关闭，斯特林机与外部电网断开并与刹车电路连通。

优选的，所述的步骤S1之前还包括以下步骤，温度传感器检测斯特林机热端温度，当温度超过60℃，启动电路与外部电网连通。

采用以上方法后，本发明的斯特林机的控制方法，与现有技术相比，具有以下优点：通过启动电路与外部电网连通，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机并联的电阻模块和与斯特林机串联的电容模块，通过电容模块调整斯特林机相位角，通过电阻模块检测斯特林机发电电压达到供电电压，使斯特林机满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机进行反向做功，避免斯特林机内活塞出现撞缸的现象。

附图说明

图1是启动电路的结构示意图。

图2是供电电路的结构示意图。

图3是刹车电路的结构示意图。

图中所示：1、斯特林机；2、第一电阻模块；3、第二电阻模块；4、第三电阻模块；5、电容模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种斯特林机的控制电路，包括斯特林机1和公共电路，还包括：

启动电路，包括与斯特林机1串联的电阻模块，斯特林机1启动时外部电网与启动电路连通；

供电电路，包括与斯特林机1并联的电阻模块和与斯特林机1串联的电容模块5，通过电容模块5调整斯特林机1相位角，通过电阻模块检测斯特林机1发电电压达到供电电压，供电电路与外部电网连通；

刹车电路，包括与斯特林机1串联的阻模块和电容模块5，紧急关闭时特林机与外部电网断开并与刹车电路连通。

通过启动电路，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机1，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机1运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机1并联的电阻模块和与斯特林机1串联的电容模块5，通过电容模块5调整斯特林机1相位角，通过电阻模块检测斯特林机1发电电压达到供电电压，使斯特林机1满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性，斯特林机1本身的运动频率或者是指发电频率与外部电网相似，即所述的斯特林机1与供电电路与连接时斯特林机1发电频率与外部电网频率基本一致，即外部电网连接时，斯特林机1的频率与外部电网频率接近，可以通过设置热端的温度以及斯特林机1的活塞结构实现，另外刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机1进行反向做功，避免斯特林机1内活塞出现撞缸的现象。

所述的电阻模块包括至少一个电阻，即电阻模块是多个串并联组成的，便于调节调试，且电阻模块可以是可调电阻，满足不用情况下的需要。

所述的启动电路包括与斯特林机1串联的第一电阻模块2，供电电路包括与斯特林机1并联的第二电阻模块3，刹车电路包括与斯特林机1串联的第三电阻模块4，即启动电路、供电电路、刹车电路均包含电阻模块，且不共用，方便电路设计。

所述的启动电路还包括检测斯特林机1热端温度的温度传感器，检测斯特林机1热端温度便于斯特林机1的启动，且可以通过温度反应斯特林机1的运行状态，使控制更加准确。

所述的供电电路还包括外接的电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小，通过外部设置电流表，不仅方便更换，且不影响斯特林机1内部主控板，不会由于电流表烧毁主控板，结构更加稳定，且可以直接读取，方便人为操作。

一种斯特林机，包括上述任意所述的斯特林机1的控制电路，还包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧室、活塞组件和发电机，所述的壳体设有电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小。

通过启动电路，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机1，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机1运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机1并联的电阻模块和与斯特林机1串联的电容模块5，通过电容模块5调整斯特林机1相位角，通过电阻模块检测斯特林机1发电电压达到供电电压，使斯特林机1满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性，刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机1进行反向做功，避免斯特林机1内活塞出现撞缸的现象，通过壳体上设置电流表，不仅方便更换，且不影响斯特林机1内部主控板，不会由于电流表烧毁主控板，结构更加稳定，且可以直接读取，方便人为操作。

一种斯特林机的控制方法，包括以下步骤：

S1，启动电路与外部电网连通，启动电路中电阻模块对斯特林机1进行分压以满足斯特林机1的启动电压，斯特林机1启动并与启动电路断开；

S2，斯特林机1与供电电路连通，斯特林机1热端持续加热运行，通过供电电路上与斯特林机1并联的第二电阻检测斯特林机1发电电压达到供电电压，并通过电容模块5调整斯特林机1相位角，供电电路与外部电网连通；

S3，斯特林机1正常关闭或紧急关闭，当斯特林机1紧急关闭，斯特林机1与外部电网断开并与刹车电路连通。

通过启动电路与外部电网连通，不需要额外的电源，减少了部件，且通过电阻模块进行分压能保证外部电网启动斯特林机1，方便快捷，且实用电子元件少，当斯特林机1运行的一定程度时，通过供电电路上与斯特林机1并联的电阻模块和与斯特林机1串联的电容模块5，通过电容模块5调整斯特林机1相位角，通过电阻模块检测斯特林机1发电电压达到供电电压，使斯特林机1满足并网要求，之后供电电路与外部电网连通，即不需要各种逆变器模块大大减少了电路的复杂程度，且提高了稳定性斯特林机1本身的运动频率或者是指发电频率与外部电网相似，即所述的斯特林机1与供电电路与连接时斯特林机1发电频率与外部电网频率基本一致，即外部电网连接时，斯特林机1的频率与外部电网频率接近，可以通过设置热端的温度以及斯特林机1的活塞结构实现，刹车电路可在紧急关闭时对斯特林机1进行反向做功，避免斯特林机1内活塞出现撞缸的现象。

所述的步骤S1之前还包括以下步骤，温度传感器检测斯特林机1热端温度，当温度超过60℃，启动电路与外部电网连通，所述的启动电路还包括检测斯特林机1热端温度的温度传感器，检测斯特林机1热端温度便于斯特林机1的顺路启动，且可以通过温度反应斯特林机1的运行状态，使控制更加准确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种斯特林机的控制电路，包括斯特林机1和公共电路，其特征在于，还包括：

启动电路，包括与斯特林机1串联的电阻模块，斯特林机1启动时外部电网与启动电路连通；

供电电路，包括与斯特林机1并联的电阻模块和与斯特林机1串联的电容模块5，通过电容模块5调整斯特林机1发电相位角，通过电阻模块检测斯特林机1发电电压达到供电电压，供电电路与外部电网连通。

2.根据权利要求1所述的斯特林机的控制电路，其特征在于：还包括刹车电路，刹车电路包括与斯特林机1串联的阻模块和电容模块5，紧急关闭时特林机与外部电网断开并与刹车电路连通。

3.根据权利要求1所述的斯特林机的控制电路，其特征在于：所述的电阻模块包括至少一个电阻。

4.根据权利要求2所述的斯特林机的控制电路，其特征在于：所述的启动电路包括与斯特林机1串联的第一电阻模块2，供电电路包括与斯特林机1并联的第二电阻模块3，刹车电路包括与斯特林机1串联的第三电阻模块4。

5.根据权利要求1所述的斯特林机的控制电路，其特征在于：所述的启动电路还包括检测斯特林机1热端温度的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的斯特林机的控制电路，其特征在于：所述的供电电路还包括外接的电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小。

7.一种斯特林机，其特征在于：包括权利要求1-6中任意所述的斯特林机的控制电路，还包括壳体，以及设置在壳体内的燃烧室、活塞组件和发电机，所述的壳体设有电流表，所述的电流表设有直接显示电流产生的显示区域，所述的电流表用于检测电阻模块上电流大小。

8.一种斯特林机的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，启动电路与外部电网连通，启动电路中电阻模块对斯特林机1进行分压以满足斯特林机1的启动电压，斯特林机1启动并与启动电路断开；

S2，斯特林机1与供电电路连通，斯特林机1热端持续加热运行，通过供电电路上与斯特林机1并联的第二电阻检测斯特林机1发电电压达到供电电压，并通过电容模块5调整斯特林机1相位角，供电电路与外部电网连通；

S3，斯特林机1正常关闭或紧急关闭，当斯特林机1紧急关闭，斯特林机1与外部电网断开并与刹车电路连通。

9.根据权利要求8所述的斯特林机的控制方法，其特征在于：所述的步骤S1之前还包括以下步骤，温度传感器检测斯特林机1热端温度，当温度超过60℃，启动电路与外部电网连通。