电反馈主动减振机构及自由活塞斯特林发电机及系统

专利2026-10-07  2


本技术涉及斯特林发电机的,尤其涉及一种电反馈主动减振机构及自由活塞斯特林发电机及系统。


背景技术:

1、自由活塞斯特林发电机是一种利用斯特林循环原理来产生电力的装置,其内部有两个高频往复运动的活塞,活塞的运动必定带来发电机的壳体振动,因此在某些特定应用场景必须对发电机进行主动减振。

2、由于自由活塞斯特林发电机活塞做高频正弦往复运动,因此壳体的振动也是正弦形式,理论上只要在壳体上通过主动减振器添加一个与壳体本身振动频率相同、大小相等、方向相反的外部振动就可以使得两个振动完全抵消,从而实现整个系统无振动。

3、相关技术中,一般是通过传感器采集自由活塞斯特林发电机壳体振动加速度,采集数据传输到控制系统,控制系统经过数据处理和计算,然后控制器输出一个匹配的交流电驱动主动减振器振动,以使主动减振器输出一个与壳体本身振动频率相同、大小相等、方向相反的振动。

4、但上述的相关技术存在控制系统较为复杂、控制难度大、可靠性较差、成本较高等问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供一种电反馈主动减振机构及自由活塞斯特林发电机及系统,用以有效解决现有技术中减振机构控制系统较为复杂、控制难度大、可靠性较差、成本较高的缺陷,具有结构简单、便于控制、成本较低、可靠性较高的优势。

2、根据本实用新型提供的一种电反馈主动减振机构,能够适用于自由活塞斯特林发电机,所述减振机构包括:

3、振动发生器,适用于和所述自由活塞斯特林发电机刚性连接,所述振动发生器的电力输入端与所述自由活塞斯特林发电机的电力输出端电连接;

4、调相装置,与所述振动发生器电连接,用于调节所述自由活塞斯特林发电机输入至所述振动发生器电流的相位,使所述振动发生器产生与所述自由活塞斯特林发电机方向相反的振动。

5、根据本实用新型提供的一种电反馈主动减振机构,所述振动发生器包括直线振动电机。

6、根据本实用新型提供的一种电反馈主动减振机构,所述调相装置与所述振动发生器串联。

7、根据本实用新型提供的一种电反馈主动减振机构,还包括用于调节所述振动发生器振幅的调节装置。

8、本实用新型还提供一种自由活塞斯特林发电机,包括斯特林发电机本体以及上述任意一项所述的电反馈主动减振机构;

9、所述电反馈主动减振机构的振动发生器与所述斯特林发电机本体刚性连接;

10、所述振动发生器的电力输入端与所述斯特林发电机本体的电力输出端电连接。

11、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述调相装置串联于所述斯特林发电机本体与所述振动发生器之间。

12、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述振动发生器固定连接于所述斯特林发电机本体的外壳上。

13、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述振动发生器与所述斯特林发动机本体的振动处于一条直线或平行直线上。

14、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述振动发生器与所述斯特林发电机的外壳焊接或通过连接件可拆卸连接。

15、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述斯特林发电机本体上设置有加热装置,所述加热装置用于加热所述斯特林发电机本体的热端。

16、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机,所述斯特林发电机本体上设置有冷却装置,所述冷却装置用于冷却所述斯特林发电机本体的冷端。

17、本实用新型还提供一种自由活塞斯特林发电机系统,包括上述任意一项所述的电反馈主动减振机构或上述任意一项所述的自由活塞斯特林发电机。

18、根据本实用新型提供的一种自由活塞斯特林发电机系统,还包括负载,所述负载与所述电反馈主动减振机构并联。

19、本实用新型提供的电反馈主动减振机构及自由活塞斯特林发电机及系统,自由活塞斯特林发电机通过活塞往复运动做功来产生电流,因而其输出电流的频率与活塞振动的频率必定相同,而振动发生器通过自由活塞斯特林发电机自身产生的电流驱动,因而能够保证振动发生器的振动频率与活塞的振动频率始终相同;通过调相装置,能够简单、方便地调节自由活塞斯特林发电机输入至振动发生器电流的相位,使振动发生器能够产生与活塞方向相反的振动;而振动发生器的振幅是很容易调节的,因而能够使振动发生器输出一个与活塞本身振动频率相同,大小相等、方向相反的振动,使二者的振动相互抵消;相较于相关技术,结构得到了简化,省去了复杂的控制系统,控制难度减小,成本降低,且由于振动发生器的振动频率与发电机活塞振动的频率始终相同,有效解决了振动频率跟随、振动滞后等问题,无论发电机的输出特性如何变化,振动发生器始终能够起到减振的作用,可靠性得到保证。



技术特征:

1.一种电反馈主动减振机构,其特征在于,能够适用于自由活塞斯特林发电机,所述电反馈主动减振机构包括:

2.根据权利要求1所述的电反馈主动减振机构,其特征在于,所述振动发生器(10)包括直线振动电机。

3.根据权利要求1所述的电反馈主动减振机构,其特征在于,所述调相装置(11)与所述振动发生器(10)串联。

4.一种自由活塞斯特林发电机,其特征在于,包括斯特林发电机本体(20)以及如权利要求1-3任意一项所述的电反馈主动减振机构;

5.根据权利要求4所述的自由活塞斯特林发电机,其特征在于,所述调相装置(11)串联于所述斯特林发电机本体(20)与所述振动发生器(10)之间。

6.根据权利要求4所述的自由活塞斯特林发电机,其特征在于,所述振动发生器(10)固定连接于所述斯特林发电机本体(20)的外壳上。

7.根据权利要求6所述的自由活塞斯特林发电机,其特征在于,所述振动发生器(10)与所述斯特林发电机的外壳焊接或通过连接件可拆卸连接。

8.根据权利要求4所述的自由活塞斯特林发电机,其特征在于,所述斯特林发电机本体(20)上设置有加热装置(21),所述加热装置(21)用于加热所述斯特林发电机本体(20)的热端。

9.根据权利要求4所述的自由活塞斯特林发电机,其特征在于,所述斯特林发电机本体(20)上设置有冷却装置(22),所述冷却装置(22)用于冷却所述斯特林发电机本体(20)的冷端。

10.一种自由活塞斯特林发电机系统,其特征在于,包括如权利1-3任意一项所述的电反馈主动减振机构或如权利要求4-9任意一项所述的自由活塞斯特林发电机。


技术总结
本技术涉及斯特林发电机的技术领域,提供一种电反馈主动减振机构及自由活塞斯特林发电机及系统,电反馈主动减振机构能够适用于自由活塞斯特林发电机,包括:振动发生器,适用于和自由活塞斯特林发电机刚性连接,振动发生器的电力输入端与自由活塞斯特林发电机的电力输出端电连接;调相装置,与振动发生器电连接,用于调节自由活塞斯特林发电机输入至振动发生器电流的相位,使振动发生器产生与自由活塞斯特林发电机方向相反的振动;如此设置,结构得到了简化,省去了复杂的控制系统,控制难度减小,成本降低,且有效解决了振动频率跟随、振动滞后等问题,无论发电机的输出特性如何变化,振动发生器始终能够起到减振的作用,可靠性得到保证。

技术研发人员:牟健,焦珂欣,林明嫱,池春云,李瑞杰,洪国同
受保护的技术使用者:中国科学院理化技术研究所
技术研发日:20240422
技术公布日:2024/12/17
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