本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)方法和直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)，屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境污染的問(wèn)題日益凸顯，因此，可再生能源吸引了越來(lái)越多研究學(xué)者的關(guān)注。波浪能作為一種清潔可再生能源，具有功率密度高、無(wú)污染、可預(yù)測(cè)性好、蘊(yùn)藏量豐富等特點(diǎn)，通過(guò)合理研究開(kāi)發(fā)可以有效取代傳統(tǒng)化石能源，進(jìn)一步緩減能源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題。為了將波浪能轉(zhuǎn)換為電能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了很多波浪發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置，主要有振蕩水柱式、點(diǎn)吸收式、閥式波浪發(fā)電系統(tǒng)等。

早期的波浪發(fā)電系統(tǒng)通常使用的是傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)，將波浪能轉(zhuǎn)換為電能。然而，傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)不能將波浪能直接轉(zhuǎn)換為電能，需要通過(guò)中間裝置來(lái)完成這一過(guò)程，即多級(jí)能量轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致能量損耗，從而降低波浪能的轉(zhuǎn)換效率?？紤]到實(shí)際海況中波浪的上下振蕩的運(yùn)動(dòng)特性，因此，目前永磁直線電機(jī)被廣泛應(yīng)用于波浪發(fā)電領(lǐng)域。永磁直線電機(jī)的動(dòng)子可以隨著波浪的運(yùn)動(dòng)而做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成波浪能到電能的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了波浪能的提取過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)一級(jí)能量轉(zhuǎn)換，有效的提高了波浪能的轉(zhuǎn)換效率。因此，采用直驅(qū)式波浪發(fā)電不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)還可以有效提高發(fā)電效率。

直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)中，永磁直線電機(jī)的動(dòng)子是隨著波浪的運(yùn)動(dòng)而做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)動(dòng)子往下運(yùn)動(dòng)時(shí)，定子端輸出電壓相序?yàn)閍bc；而當(dāng)動(dòng)子往上運(yùn)動(dòng)時(shí)，定子端輸出電壓相序?yàn)閏ba。即動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的變化，會(huì)導(dǎo)致永磁直線電機(jī)輸出電壓的相序發(fā)生改變，從而三相電壓的電角度超前和滯后也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。因此在波浪能提取過(guò)程中，需要準(zhǔn)確判斷永磁直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向，從而得到定子輸出電壓的正確相序，才能對(duì)電能處理進(jìn)行有效控制。若不能有效判斷永磁直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向，不僅會(huì)造成永磁直線電機(jī)輸出能量的不可控，同時(shí)，還有可能對(duì)永磁直線電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)造成損壞。通常判斷永磁直線電機(jī)位置需要安裝位置傳感器或者光柵尺等設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且穩(wěn)定性不高。

因此，發(fā)明一種可以有效、正確判斷動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)是具有重大意義的研究課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明提供一種能準(zhǔn)確判斷出動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向，提高直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能轉(zhuǎn)換效率的直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)方法和直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)。

技術(shù)方案：本發(fā)明的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)，包括圓筒型永磁直線電機(jī)、一端與所述圓筒型永磁直線電機(jī)動(dòng)子連接的曲軸連桿、與所述曲軸連桿另一端連接的飛輪、通過(guò)皮帶與所述飛輪相連的異步電機(jī)、設(shè)置在所述圓筒型永磁直線電機(jī)定子端的無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)器、與所述圓筒型永磁直線電機(jī)輸出端三相連接的整流器、與所述整流器連接的逆變器，所述無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)器包括三個(gè)貼覆在圓筒型永磁直線電機(jī)定子端的線性霍爾傳感器，任意兩個(gè)線性霍爾傳感器的間距為圓筒型永磁直線電機(jī)極距λ的1/3。

進(jìn)一步的，本發(fā)明系統(tǒng)中，所述線性霍爾傳感器與圓筒型永磁直線電機(jī)動(dòng)子相平行，三個(gè)線性霍爾傳感器分別與圓筒型永磁直線電機(jī)定子的abc三相相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明系統(tǒng)中，所述逆變器在直流側(cè)通過(guò)直流線路與整流器連接，逆變器交流側(cè)與電網(wǎng)或者三相負(fù)載相連接。

本發(fā)明的直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)方法，包括以下步驟：

1)啟動(dòng)異步電機(jī)，帶動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，同時(shí)給無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)器上電；

2)以t為單位采樣時(shí)間，實(shí)時(shí)采集無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)器中三個(gè)霍爾傳感器感應(yīng)輸出的電壓信號(hào)，發(fā)送至數(shù)字信號(hào)處理器中，其中單位采樣時(shí)間t小于直線電機(jī)動(dòng)子在兩端停頓時(shí)長(zhǎng)△t；

3)數(shù)字信號(hào)處理器中，基于三個(gè)線性霍爾傳感器在第k個(gè)采樣時(shí)段tk時(shí)輸出的電壓幅值ha(tk)、hb(tk)、hc(tk)，在第k個(gè)采樣時(shí)段tk+1時(shí)輸出的電壓幅值ha(tk+1)、hb(tk+1)、hc(tk+1)，按照以下規(guī)則判斷直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向：

若ha(tk)＝ha(tk+1)，hb(tk)＝hb(tk+1)，hc(tk)＝hc(tk+1)，hb(tk)>ha(tk)，ha(tk)>hc(tk)，hb(tk+1)>ha(tk+1)，ha(tk+1)>hc(tk+1)，則此時(shí)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到頂端，下一周期直線電機(jī)動(dòng)子向下運(yùn)動(dòng)；

若ha(tk)＝ha(tk+1)，hb(tk)＝hb(tk+1)，hc(tk)＝hc(tk+1)，ha(tk)>hb(tk)，ha(tk)>hc(tk)，ha(tk+1)>hb(tk+1)，ha(tk+1)>hc(tk+1)，則此時(shí)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到底端，下一周期直線電機(jī)動(dòng)子向上運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明在永磁直線電機(jī)定子上安裝線性霍爾傳感器，同時(shí)，結(jié)合能量跟蹤控制策略對(duì)電能進(jìn)行處理，具體為：

(1)波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)：波浪驅(qū)動(dòng)模擬模塊由變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪、曲軸連桿、直線電機(jī)等組成，提出了一種模擬實(shí)際海況中的波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)。該模擬系統(tǒng)的主要工作原理為：首先結(jié)合實(shí)際海況中波浪運(yùn)動(dòng)的頻率以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并通過(guò)變頻器設(shè)置好驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)頻率；驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用異步電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在變頻器設(shè)定好的頻率，通過(guò)皮帶與飛輪連接，帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)而飛輪與直線的動(dòng)子通過(guò)曲軸連桿裝置相連接，飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲軸連桿裝置轉(zhuǎn)換為直線電機(jī)動(dòng)子的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)子做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，模擬了實(shí)際海況中波浪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

(2)無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊：該模塊由三個(gè)線性霍爾傳感器構(gòu)成，根據(jù)永磁直線電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的極距，將三個(gè)線性霍爾傳感器焊接在設(shè)計(jì)好的電路板上，然后將電路板固定安裝在永磁直線電機(jī)內(nèi)部定子上。從線性霍爾傳感器輸出信號(hào)上，可以根據(jù)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到兩端時(shí)的特征準(zhǔn)確判斷出動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向。

(3)信息采集模塊：該模塊分為機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)兩部分，主要由電流、電壓互感器組成?？紤]到永磁直線電機(jī)輸出電壓頻率和幅值的時(shí)變性，因此必須對(duì)電機(jī)輸出三相都進(jìn)行采樣。

(4)電能處理整流模塊：該模塊主要由ad采樣芯片、dsp、igbt驅(qū)動(dòng)和全控整流橋igbt等組成。ad采樣芯片將從機(jī)側(cè)采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到dsp中進(jìn)行處理；在dsp進(jìn)行算法程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)控制策略；dsp處理得到控制全控整流橋igbt開(kāi)通與關(guān)斷的pwm信號(hào)再經(jīng)過(guò)igbt驅(qū)動(dòng)送入到全控整流橋中，從而可以實(shí)現(xiàn)波浪發(fā)電能量輸出的可控。

(5)電能處理逆變并網(wǎng)模塊：該模塊主要由ad采樣芯片、dsp、igbt驅(qū)動(dòng)和全控整流橋igbt等組成。ad采樣芯片將從網(wǎng)側(cè)采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到dsp中進(jìn)行處理；在dsp進(jìn)行算法程序的編寫(xiě)，根據(jù)逆變得到的電壓幅值和頻率滿足并網(wǎng)條件設(shè)計(jì)控制策略；dsp處理得到控制全控整流橋igbt開(kāi)通與關(guān)斷的pwm信號(hào)再經(jīng)過(guò)igbt驅(qū)動(dòng)送入到igbt逆變電路中，實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了直驅(qū)式波浪發(fā)電能量輸出整流逆變的全過(guò)程。

本發(fā)明系統(tǒng)包括波浪發(fā)電模擬模塊，用于模擬實(shí)際海況中波浪發(fā)電的過(guò)程；無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)永磁直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)；信息采集模塊，用于采集電機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的電流、電壓信號(hào)；電能處理整流模塊、電能處理逆變并網(wǎng)模塊，用于波浪發(fā)電模擬模塊三相輸出的整流，并且按照并網(wǎng)條件進(jìn)行逆變并入到大電網(wǎng)中去。本發(fā)明的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)不僅可以有效檢測(cè)永磁直線動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向，同時(shí)可以準(zhǔn)確有效地模擬實(shí)際海況中波浪發(fā)電電能輸出通過(guò)整流逆變并入到大電網(wǎng)中的全過(guò)程，對(duì)波浪能發(fā)電的發(fā)展具有很高的研究?jī)r(jià)值和意義。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明設(shè)計(jì)了異步電機(jī)、飛輪、曲軸連桿、圓筒型永磁直線電機(jī)的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)模擬平臺(tái)，現(xiàn)有的波浪發(fā)電模擬平臺(tái)通常采用平板直線電機(jī)來(lái)模擬波浪發(fā)電過(guò)程，通過(guò)異步電機(jī)帶動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)子做直線方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并不能夠真是模擬實(shí)際海況中波浪上下運(yùn)動(dòng)發(fā)出電能的過(guò)程，而本發(fā)明的波浪模擬系統(tǒng)，異步電機(jī)通過(guò)飛輪配重結(jié)合曲軸連桿帶動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)清晰、發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以使動(dòng)子運(yùn)動(dòng)符合實(shí)際海況中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而的真實(shí)模擬直驅(qū)式波浪發(fā)電的工作過(guò)程。

2、本發(fā)明采用線性霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的方法，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)位置檢測(cè)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)的方向，傳統(tǒng)的位置傳感器和光柵尺等檢測(cè)位置的傳感器安裝復(fù)雜，且檢測(cè)過(guò)程中運(yùn)算較為復(fù)雜，精度較低，而采用本方法根據(jù)比較線性霍爾傳感器輸出信號(hào)的特征，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法即可得出動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向，可以大大的簡(jiǎn)化動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的檢測(cè)，具有經(jīng)濟(jì)性高、可靠性高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。

3、采用能量跟蹤控制策略，機(jī)側(cè)整流控制器中q軸參考電流與直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)應(yīng)，q軸參考電流為正弦變化的，傳統(tǒng)的機(jī)側(cè)整流控制器中q軸參考電流為恒定值，但考慮到直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度為正弦波動(dòng)的，因此，q軸參考電流設(shè)為正弦波動(dòng)的值，可以有效實(shí)現(xiàn)直線發(fā)電機(jī)輸出能量的跟蹤控制。

附圖說(shuō)明

圖1為直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)的整體圖；

圖2為波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)圖；

圖3為無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊圖；

圖4信息采集模塊圖；

圖5為電能處理整流逆變模塊圖；

圖6為直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)線性霍爾傳感器輸出電壓示意圖。

圖中有：1、波浪發(fā)電模擬模塊；2、電流互感器模塊；3、電壓互感器模塊；4、整流模塊；5、逆變模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括：波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)、無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊、信息采集模塊、電能處理整流模塊、電能處理逆變并網(wǎng)模塊，具體為：

(1)直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)：圖1為直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)的整體圖，主要由波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)、無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊、信息采集模塊和電能處理的整流逆變模塊所組成。

(2)波浪發(fā)電模擬模塊：圖2所示為波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)。波浪驅(qū)動(dòng)模擬模塊由變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪、曲軸連桿、直線電機(jī)等組成，模擬了一種模擬實(shí)際海況中的波浪發(fā)電模擬系統(tǒng)。該模擬系統(tǒng)的主要工作原理為：首先結(jié)合實(shí)際海況中波浪運(yùn)動(dòng)的頻率以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并通過(guò)變頻器設(shè)置好驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)頻率；驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用異步電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在變頻器設(shè)定好的頻率，通過(guò)皮帶與飛輪連接，帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)而飛輪與直線的動(dòng)子通過(guò)曲軸連桿裝置相連接，飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲軸連桿裝置轉(zhuǎn)換為直線電機(jī)動(dòng)子的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)子做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，模擬了實(shí)際海況中波浪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

(3)無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊：圖3所示為無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊。該模塊由三個(gè)線性霍爾傳感器構(gòu)成，將三個(gè)線性霍爾傳感器焊接在設(shè)計(jì)好的電路板上，然后將電路板固定安裝在永磁直線電機(jī)內(nèi)部定子上，當(dāng)動(dòng)子做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與定子產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而會(huì)在線性霍爾傳感器上感應(yīng)出電壓輸出，從線性霍爾傳感器輸出信號(hào)上，可以根據(jù)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到兩端時(shí)的特征準(zhǔn)確判斷出動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向。

線性霍爾傳感器采集信號(hào)過(guò)程中，直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)兩端時(shí)，由于永磁直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到兩端時(shí)因?yàn)殡姍C(jī)的定位力和機(jī)械結(jié)構(gòu)，會(huì)造成動(dòng)子和定子在△t時(shí)間內(nèi)相對(duì)靜止，電機(jī)動(dòng)子會(huì)在兩端停頓△t時(shí)間，此時(shí)，三個(gè)線性霍爾傳感器輸出電壓幅值在△t時(shí)間內(nèi)恒定不變，且動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到兩端時(shí)，三個(gè)線性霍爾傳感器輸出電壓幅值大小一定如圖6所示；

基于三個(gè)線性霍爾傳感器在第k個(gè)采樣時(shí)段tk時(shí)輸出的電壓幅值ha(tk)、hb(tk)、hc(tk)，在第k個(gè)采樣時(shí)段tk+1時(shí)輸出的電壓幅值ha(tk+1)、hb(tk+1)、hc(tk+1)，按照以下規(guī)則判斷直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向：

若ha(tk)＝ha(tk+1)，hb(tk)＝hb(tk+1)，hc(tk)＝hc(tk+1)，hb(tk)>ha(tk)，ha(tk)>hc(tk)，hb(tk+1)>ha(tk+1)，ha(tk+1)>hc(tk+1)，則此時(shí)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到頂端，下一周期直線電機(jī)動(dòng)子向下運(yùn)動(dòng)；

若ha(tk)＝ha(tk+1)，hb(tk)＝hb(tk+1)，hc(tk)＝hc(tk+1)，ha(tk)>hb(tk)，ha(tk)>hc(tk)，ha(tk+1)>hb(tk+1)，ha(tk+1)>hc(tk+1)，則此時(shí)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到底端，下一周期直線電機(jī)動(dòng)子向上運(yùn)動(dòng)。

因此可以有效判斷出永磁直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向，從而得到正確的超前或滯后的電角度，從而在控制環(huán)節(jié)中便可以選擇正確的派克坐標(biāo)變換公式。

當(dāng)動(dòng)子向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓相序?yàn)閍bc，此時(shí)abc/dq坐標(biāo)變換公式為：

當(dāng)動(dòng)子向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓相序?yàn)閏ba，此時(shí)abc/dq坐標(biāo)變換公式為：

相對(duì)應(yīng)地，在控制過(guò)程中，通過(guò)編寫(xiě)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)子上下運(yùn)動(dòng)時(shí)選擇相應(yīng)的坐標(biāo)變換進(jìn)行控制，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能處理中電角度超前和滯后的準(zhǔn)確控制。

(4)信息采集模塊：該模塊分為機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)兩部分，主要由電流(la)、電壓互感器(lv)組成?？紤]到永磁直線電機(jī)輸出電壓頻率和幅值的時(shí)變性，因此必須對(duì)電機(jī)輸出三相都進(jìn)行采樣。在選取電流、電壓互感器時(shí)需要分析機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的測(cè)量范圍，從而選取合適型號(hào)的電流、電壓互感器，提高信息采集精度。

(5)電能處理整流模塊：該模塊主要由ad采樣芯片、dsp、igbt驅(qū)動(dòng)和全控整流橋igbt等組成。ad采樣芯片將從機(jī)側(cè)采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到dsp中進(jìn)行處理；在dsp進(jìn)行算法程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)控制策略，考慮到直線電機(jī)動(dòng)子速度為正弦波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性，本發(fā)明整流模塊采用的控制策略為d軸電流id＝0，q軸電流iq為與動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度相匹配的正弦波動(dòng)值的控制策略，區(qū)別于傳統(tǒng)的iq為恒定值控制策略，采用q軸電流iq為正弦波動(dòng)值可以有效跟蹤控制直線電機(jī)的能量輸出，提高波浪發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率；最后，dsp處理得到的控制全控整流橋igbt開(kāi)通與關(guān)斷的pwm信號(hào)再經(jīng)過(guò)igbt驅(qū)動(dòng)送入到全控整流橋中，控制全控整流橋中6個(gè)igbt開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而可以實(shí)現(xiàn)波浪發(fā)電能量輸出的可控整流。

(6)電能處理逆變并網(wǎng)模塊：該模塊主要由ad采樣芯片、dsp、igbt驅(qū)動(dòng)和全控整流橋igbt等組成。ad采樣芯片將從網(wǎng)側(cè)采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到dsp中進(jìn)行處理；在dsp進(jìn)行算法程序的編寫(xiě)，根據(jù)逆變得到的電壓幅值和頻率滿足并網(wǎng)條件設(shè)計(jì)控制策略，采用直流側(cè)定電壓的控制策略；dsp處理得到控制全控整流橋igbt開(kāi)通與關(guān)斷的pwm信號(hào)再經(jīng)過(guò)igbt驅(qū)動(dòng)送入到igbt逆變電路中，控制全控逆變橋中6個(gè)igbt開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了直驅(qū)式波浪發(fā)電能量輸出整流逆變的全過(guò)程。

本發(fā)明的無(wú)位置檢測(cè)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)，可以有效模擬直驅(qū)式波浪發(fā)電整流、逆變并網(wǎng)的全過(guò)程，同時(shí)可以有效基于無(wú)位置檢測(cè)出永磁直線電機(jī)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向。本發(fā)明的基于無(wú)位置檢測(cè)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向的直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)，包括波浪發(fā)電模擬模塊、無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊、信息采集模塊、電能處理整流模塊、電能處理逆變并網(wǎng)模塊。首先安裝好波浪發(fā)電模擬模塊的各個(gè)部分，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和中間機(jī)構(gòu)帶動(dòng)永磁直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而模擬波浪發(fā)電的工作過(guò)程。將無(wú)位置動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)模塊即線性霍爾傳感器電路板固定安裝在永磁直線電機(jī)定子上，根據(jù)動(dòng)子和定子相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出電壓信號(hào)特征準(zhǔn)確有效的判斷出動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向。信息采集模塊中的電流、電壓互感器分別采用串、并聯(lián)的形式安裝在電路中，實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)電路中的電流和電壓值，采集到的數(shù)據(jù)送入到控制電路中進(jìn)行處理。電能處理的整流、逆變模塊的主電路是分別由6個(gè)igbt組成的全控整流橋，全控整流橋的開(kāi)通與關(guān)斷信號(hào)由dsp送入，dsp將信息采集模塊和無(wú)位置檢測(cè)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向模塊采集到的信號(hào)在內(nèi)部進(jìn)行處理，從而得到全控整流橋所需的pwm信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)全控整流橋中igbt的開(kāi)通與關(guān)斷，最終實(shí)現(xiàn)直驅(qū)式波浪發(fā)電的可控整流、逆變并網(wǎng)的全過(guò)程。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。