新型双BUCK恒流源的研究

为解决电源设计中片面追求高频化所带来的一系列问题,设计了一种双BUCK拓扑结构的开关恒流源。分析了其工作原理,并用Saber软件对电路进行仿真分析,再通过实验验证了其正确性、可行性和有效性。     

动态无线电能传输系统多接收线圈正反串联结构的互感计算与优化

在磁耦合谐振式动态无线电能传输系统中,发射线圈与接收线圈之间的相对水平偏移距离将达到发射线圈边长的一半,此时线圈间互感波动非常剧烈,导致系统无法正常工作.为此该文提出了一种多接收线圈正反串联结构来减小互感波动率.首先,提出了一种矩形线圈互感计算方法,运用提出的互感计算方法,分析了该线圈结构的互感特性;其次,给出了一种互感优化方法,运用提出的优化方法,得到了满足设计要求的各线圈参数;最后,根据得到的线圈参数,研制了一套基于多接收线圈正反串联结构的无线电能传输系统,通过仿真和实验验证了所提结构与方法的正确性.结果显示,运用提出的结构,其线圈间的偏移距离在发射线圈边长一半范围内变化时,线圈间最大互感波动率仅为3.81％.     

无线充电系统电磁屏蔽与效率优化技术研究

在电动汽车无线电能传输系统中,磁屏蔽效果往往以牺牲传输效率为代价,如何减少磁泄漏的同时提高传输效率是一 个难题。 为此本文提出了一种新型强耦合磁屏蔽结构来减少系统磁泄漏。 首先,提出了一种强耦合磁屏蔽线圈结构,基于提出 的屏蔽线圈结构,分析了屏蔽线圈阻抗特性对系统漏磁与传输效率的影响;其次,给出了一种漏磁优化流程,运用提出的优化流 程,得到了满足设计要求的各线圈参数;最后,根据得到的线圈参数研制了一套基于电动汽车带磁屏蔽结构的无线充电系统,通 过仿真和实验验证了所提结构与方法的有效性。 结果显示,提出的新型强耦合磁屏蔽线圈不仅使系统的磁泄漏有效降低了 28%,且传输效率提升了近 4%。     

三线圈磁谐振式无线输电系统传输效率的优化

磁谐振式无线电能传输系统的传输效率是评价整个系统的重要指标。针对单中继的三线圈磁谐振无线电能传输系统,运用等效电路理论和二端口网络理论推导系统在磁谐振状态下的传输效率公式,并对效率公式进行优化。当中继线圈与接收线圈之间的距离已固定时,在不改变系统各元件参数情况下,通过调节发射线圈与中继线圈间的距离,使其和中继线圈与接收线圈之间的距离满足一定关系,系统的传输效率可得到显著提高。最后,开发了一套三线圈输电系统,实验验证了理论的正确性。     

磁耦合谐振式无线电能传输功率与效率分析

通过电磁仿真得到了螺旋线圈在终端开路和终端短路两种不同馈电方式下相应的等效电路,基于螺旋线圈等效电路,运用等效电路理论,建立了螺旋线圈终端短路串电容两线圈结构模型。利用系统的等效电路,得到了系统输出功率和传输效率的数学表达式,并进一步分析了当系统谐振时,系统的输出功率及传输效率与互感系数、线圈分布电容、线圈内阻和负载电阻等参数之间的关系,从而给出了系统的参数优化方法,得到了最大功率输出时的最优互感值及传输效率随互感值变化而变化的趋势。设计制作了一套基于螺旋线圈终端短路串电容模型的磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过实验验证了上述分析的正确性。     

基于模糊逻辑的无线电能传输输出端稳压控制

为了在无线电能传输系统中获得恒定的输出电压,提出了一种基于模糊逻辑的电容阵列恒压控制方法。通过数学分析与理论推导建立了输出电压与等效电容值的关系式,以输出电压为控制对象,通过控制电容阵列的等效电容实现系统输出电压的恒定。在MATLAB/Simulink中建立了基于模糊逻辑的输出电压控制仿真模型,仿真结果证明了该控制方法的正确性。     

线圈非同轴时磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率优化

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统的发射线圈与接收线圈非同轴放置时系统的传输效率过低的问题,运用耦合模理论,推导出系统的效率表达式。并以此为基础,分析发射线圈与接收线圈非同轴放置时,系统传输效率的变化规律。为解决发射线圈与接收线圈之间非同轴放置时系统效率过低的问题,提出一种基于混沌优化算法的参数动态调节方法,该方法能使系统几个关键参数实现最优匹配,有效提高系统的传输效率。最后,研制了一套磁耦合谐振式无线电能传输系统装置。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

特种车辆电驱动系统的预测直接功率控制策略

针对脉冲宽度调制 (PWM)整流器在特种车辆电驱动系统中电流谐波及功率脉动大的问题,提出新型预测直接功率控制策略。在传统控制策略基础上设计电流观测器,通过预测控制方法估测出由系统参数失配造成的扰动并进行实时补偿,再经电流预测计算得出下一时刻的预测电流值。建立三相PWM整流器的动态模型,通过所设计的电流观测器预测电感变化后的电流值,并将其与电流的实际值作比较,经过估计系统扰动方式补偿系统误差。仿真和试验结果表明,该PWM整流器预测直接功率控制策略能有效抑制电流谐波分量以及功率脉动,实现电感参数变化条件下的正常工作,便于控制策略在特种车辆电驱动系统中实现,且能更好地提高特种车辆电源品质。     

车载动力电池模拟电源的准PR控制策略及仿真

针对车载动力电池工况变化剧烈难以精确模拟的问题,采用准PR(比例谐振)控制策略,对动力电池模拟电源的前端双向PWM整流模块实现精确稳定控制,给出准PR控制器参数与模拟电源系统参数匹配设计的步骤,分析了PWM模块前端电感和后端电容对模拟电源响应速度和稳定性的影响,结合双向DC/DC变换器模块,建立模拟电源的整体模型。仿真实验结果表明,模拟电源能够精确模拟车载动力电池在不同工况下的充放电特性,满足车载测试平台宽范围动态测试要求,对电网冲击较小。     

采用不完全S变换的复杂谐波参数估计

微电网等产生的间歇性非平稳复杂谐波给用电设备带来不利影响。该文利用不完全S变换(IST)非遍历频谱和非固定窗宽系数的快速灵活的时频分析特性,实现复杂谐波的参数实时精确估计。首先,依据幅值直接测量性原则,确定各关注频率点的最优窗宽系数。其次,采用重叠计算方式求取关注频率点的IST向量,以消除其端部效应,并利用IST向量与原始信号瞬时相位一致性原理,得出频谱干扰条件下谐波瞬时频率和相位的估计算式。最后,通过仿真和实验证明,在快速傅里叶变换(FFT)频谱泄漏最严重的条件下,所提方法估计结果的最大相对误差为1%左右,并能实时跟踪复杂谐波参数的变化。