基于相角控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型。理论推导并实验验证了取电线圈输出功率与磁化电流及功率输出导通角口的关系,在此基础上提’出基于相角控制法的电流互感器取电电源设计方法。在可输出功率充足时通过在每个周期内使取电线圈输出功率等于负载消耗的功率,从而使电流互感器取电电源在较大导线电流范围内稳定工...     

采用穿心式电流互感器电源设计的三遥实验分析

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电的负载模型;参考变压器磁化曲线,选择电流互感器的工作范围,并通过实验数据得出取电互感器的设计参数.电路电源部分采用MCU智能管理,通过负载控制的方法使二次电流和功率得到控制,最终实现电流互感器取电电源在15～500 A范围内可稳定输出功率.     

电流互感器取电的最大功率点跟踪控制算法的研究

本文根据电流互感器的工作原理,建立和分析了电流互感器的感应电源的等效电路模型。论证了电流互感器的输出功率与输出电压、磁化电流及副边负载等的关系。推导出电流互感器的功率传输特性方程。在此基础上提出了基于Boost调节电路的最大功率点(MPPT)算法,实现对电流互感取电系统最大功率点跟踪。并基于Matlab/Simulink仿真软件平面对控制算法进行了仿真,最终测试表明电流互感器取电电源在70~500A的电流范围内能实现功率的最大输出。     

基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法

电流互感器取能电源在母线大电流时存在发热问题,影响电源的使用寿命。为此,文中提出了一种基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法。在分析电流互感器取电原理的基础上建立了电流互感器取能线圈的负载等效模型,推导了线圈的输出功率与母线电流的关系。通过控制双向晶闸管的通断达到控制取能线圈功率输出的目的,保证了电源在大电流时不发热。给出了该自适应功率输出控制电路的实现形式,通过建立其等效模型,推导了导通角与母线电流的关系。试验表明,依据所提设计方法制作的电源样机可在宽电流范围内工作在低热耗状态,验证了所提方法的可行性。     

高压取能电流互感器性能分析与优化

针对常规取能电源取能范围较小、一次大电流工作不稳定等问题,提出磁芯参数优化设计方法和多匝数与并联电阻相结合的饱和抑制方法。首先建立开隙电流互感器CT(current transformer)的取能等效模型,推导输出电压和输出功率的表达式。然后根据表达式对磁芯各项参数进行优化设计,分析匝数和负载变化对CT取能性能的影响。通过改变匝数与负载,使得磁芯在大电流取能时CT输出功率偏离最大功率点,从而防止磁芯饱和。利用Saber软件对以上分析及方法进行了仿真验证,结果表明,在一次电流为5 A时,取能线圈可提供78 mW的功率,磁芯在一次电流小于3 000 A范围内不发生饱和现象。     

一种改进的输电线缆取电电源的研究

本文针对基于开口式磁芯的常规电流互感器取能电源输出功率小、传递效率低的特点,在分析在线取能电源等效电路模型的基础上,为了让在线取能电源在给定负载情况下能够实现大功率、高效率输出,提出了在电流互感器副边并联匹配电容实现并联谐振大幅度增加线路阻抗从而抑制线路电流,通过分流将输电线路的负荷电流导入负载实现功率输出。通过建立电流互感器电路模型,给出了整流电路的控制方法,并且进行了数学推导。最后,通过simulink仿真与实验验证,结果显示改进的取电电源取得的能量比常规电流互感器取能在相同条件下能够获取更多电能。     

导线监测装置取电研究

对输电线路进行在线监测时,其电源的供给是关键问题之一.在此提出了一种利用特制的铁心感应取能给高压侧电路供电的装置,其前端保护装置中包括输出功率控制电路,可将取电线圈的输出功率限定在一个较小的范围;后端包含可充电的锂电池组,通过合理的相角控制策略,在输电线路的电流在0.04～1.5 kA范围内可实现稳定的功率输出,并在电...     

电力电缆非接触式高效感应取电互感器设计

对电力电缆取电互感器选用的磁性材料、线圈寄生参数、输出阻抗匹配和最大感应取电功率等进行了系统的分析、研究和实验,解决了感应取电效率最大化的线圈材料、线圈绕制结构、输出负载阻抗匹配等问题.设计生产的标准取电互感器单元输出功率为1.5 W/3 W,最大输出电流为250 mA,输出电压6V和12V可供选择.通过工程批量使用,满足了电力隧道监控和通信设备的供电需求.     

一种输电线路大功率取能电源的设计

根据变压器工作原理,设计了一种直接安装在输电线路上,输出为12 V/20 W的取能电源。当输电线路流过电流,利用特制的取能线圈可以感应出电势,经过整流、滤波,输出功率供给负载。为了能有效抵抗感应电势的尖波浪涌,加装了前端抗冲击保护,为了充分利用取能线圈输出的能量,采用了电压反馈保护电路,配合储能保护处电路,很大程度提升了电源最大输出功率。在此基础上,搭建取能电源电路,并在物理平台下模拟输电线路长时间流过正常工作电流、短时间(0.5 s)流过故障大电流和遭受雷电冲击的情况,记录取能电源工作状态,数据结果表明电源在模拟平台下(线路电流70～2000 A)能长时间稳定运行,有效抵抗取能线圈铁芯磁通饱和影响,稳定输出12 V/20 W。该电源体积小、成本低廉、输出功率大、稳定性高,采用卡扣式结构便于安装,可很好满足高压线路在线实时监测设备对电源的要求。     

基于五级电荷泵能量收集的电流互感器取能电源

针对现有电流互感器取能电源存在供电死区的现象,提出了一种可适应较小电流电力母线的电流互感器取能电源供电方案。在分析电源取能原理的基础上,建立了电流互感器取能电源的电路模型,并推导了电源取得最大功率的条件。选择高饱和磁感应强度的硅钢材料作为铁芯,设计了五级电荷泵电路、能量收集电路以及电源管理电路。基于所提出的方案研制了样机,以无线测温模块作为负载,对样机整体进行了测试。实验结果表明,当电流在1~1 000A范围内时,电源工作于非饱和低热耗状态。     

输电线路在线监测设备供电电源的研制

为研制满足户外输电线路在线监测设备供能的电源,建立取能电流互感器(TA)的功率传递方程,分析输出功率与取能TA变比、磁芯结构及特性参数和负载的关系,进而提出取能TA感应取能和锂电池组联合供电的方案。根据检流电阻测量到的副边电流值和迟滞比较器中设定的上、下限值的比较结果,取能TA可通过继电器自动切换绕组变比以降低电源热耗和增大对线路电流的适应范围。并联接入供电的锂电池组通过另一迟滞比较器减少充放电次数并实现两电池一供一备交替供电。实验测试表明,所提方案设计合理,对负载供能稳定。     

基于磁饱和特性的反激式电源带载能力评估

为了准确评估反激式开关电源的带载能力,以电源所用的高频变压器在运行温度的全范围内不出现磁芯饱和为前提,提出了一种反激式开关电源带载能力评估方法.该方法从判断电源在相应工作电压和负载条件下的工作模式出发,结合高频变压器原边最大工作电流推导并计算电源最大输出功率.在最大输出功率范围内,对某一实际带载功率下的原边电流峰值进行...     

取能电源线圈气隙宽度的影响分析

为了优化取能电源装置,通常在取能线圈中引入气隙磁阻,减少其中的磁通量。研究了气隙宽度对感应电压幅值等其他参数的影响。根据感应取能的基本原理,对不同气隙下感应电压的变化规律进行计算,并通过试验平台试验验证,得出关于气隙宽度对线圈感应电压影响的结论。根据此试验结果,可对不同架空导线电流范围,合理调整取能电源的线圈气隙宽度,使得电源有足够的稳定输出电压。     

一种高压小功率激励电源研究

介绍了一款为特定介质阻挡放电（DBD）负载供电需要特种激励电源的研制,该激励电源电压要求高,电流小,功率要求很小,稳定性要求好,精确度要求高,由于负载DBD具有小电容特性,所以还要求升压变压器组分布电容小,最后给出了该电源的输出波形。     

Power Flow Control of a Power Conversion Circuit for Contactless Power Transformer Systems with Coil Misalignment

The coupling coefficient between the coils of a noncontact power supply system is reduced by coil misalignment. This reduces the output voltage and the active power in the coils. To cope with these problems, an instantaneous current control method is applied to a single‐phase contactless power transformer system in order to apply the equivalent impedance of the PWM rectifier at the load side of the transformer. We propose a control method to supply power constantly to the load even when there is a misalignment in the receiving coils. The limit of the transferred power associated with the proposed control method is investigated. The proposed system, including the control method, is verified by experimental tests over a power range of several tens of watts.     

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。     

输电线路状态监测系统取能电源的设计新原理

针对现有输电线路状态参数在线监测系统的取能电源普遍存在的取能线圈易于深度饱和、热耗大、电路复杂等问题,提出了一种新的取能线圈设计原理。为取能线圈引入气隙磁阻,并通过定量分析与仿真实现对取能线圈的结构、铁心材料、绕组匝数、气隙长度等参数的合理匹配,从而在电源最前端解决了现有技术存在的问题。基于此取能线圈研制的电源,经整体测试表明,能在导线电流正常变化范围内工作于非饱和、低热耗状态,并提供稳定的输出。对线路出现异常大电流可能给电源可靠性产生影响的问题进行了分析,并提出提高电源工作可靠性的具体措施。短路和冲击试验表明,这些措施可抑制异常大电流导致的电动力及过电压的破坏作用。