热声发电系统自主协同起振控制策略

张 健 夏加宽 何 新 李文瑞

热声发电系统自主协同起振控制策略

张 健1,2夏加宽1何 新1李文瑞1

（1. 沈阳工业大学电气工程学院 沈阳 110870 2. 营口理工学院电气工程学院 营口 115014）

以热声发电系统（TAEGS）为应用背景，为了降低系统起振温度、缩短系统起振的时间，提出一种控制热声发电机电动运行将系统牵入谐振的自主协同起振综合控制策略，该控制策略以系统机械谐振时次级位移和初级电流相位差为90°作为频率跟踪控制的判定依据，通过采样次级位移和初级电流信号，经过改进二阶广义积分控制器输出相应的正交信号进行锁频，经过Park变换将交流信号变为直流信号，实现信号的无静差跟踪控制，进而使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率。仿真分析和实验验证结果表明，所提出的起振控制策略既能使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率，提高系统输出功率；又可改进二阶广义积分控制器，有效滤除检测信号的采样噪声和高频干扰，提高控制器的稳定性。

热声发电系统 永磁直线发电机 谐振频率 二阶广义积分

0 引言

新兴的热声发电技术广泛应用于太阳能、燃烧余热、工业废热及汽车尾气等分布式能源系统发电领域，提高冷热电联产系统一次能源利用效率[1-3]；为可再生能源的利用提供新方向，具有广泛的应用前景[4-7]。热声发电系统（Thermoacoustic Electric Generation System, TAEGS）由热声发动机和直线发电机构成，具有温度场、声场、磁场、电场等多场耦合的系统特性，TAEGS起振是实现由热能-机械能-电能转换的重要过程[8]。……