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％.     

基于阵列涡流技术的裂纹特征量研究

阵列涡流传感器能够实现导电材料的大面积高速扫描。不同走向的裂纹对线圈间互感的影响是不同的,因此,测量线圈间的互感能够获得更多的缺陷信息。利用ANSYS软件对横向和纵向裂纹进行了三维有限元仿真,得到了相应的阵列涡流敏感线圈感应电动势幅值变化曲线。仿真结果表明:通过测量线圈间的互感,可以实现对裂纹长度和方向等特征量的检测。     

空心互感式位移传感器

本文介绍一种空心互感式位移传感器,其工作原理是采用开关方式,以恒流源双向向空心互感的原边线圈充放电,采样副边线圈在稳定放电期间的窄脉冲高度来测量位移量,量程可达20mm,相对精度为2%。论述了互感值的测量,分别设计了轴向和径向两个位移的试验及捕获采样数据的电路,从数据分析证明该方法可以测量位移,减少了空心线圈中的干扰对测量的影响,轴向位移还可以直接测量电介质材料的厚度。     

共轴圆线圈和圆板的互感系数计算

本文给出了同轴圆线圈和圆板间互感系数的近似函数表达式。并用Matlab绘制了该互感系数随线板间距离和圆板大小的变化曲线。此外,根据磁感应强度的解析表达式,计算了载流线圈的磁力线分布图,分析了其磁感应强度的分布,并给出了它的径向分布曲线。     

近场无线能量传输系统的效率研究

对于近场无线能量传输系统,输入信号的波形及平均功率发生变化,可能会对信号能量的传输效率产生一定的影响。针对该问题通过理论分析与实验验证相结合的方式,研究了近场无线能量传输系统的输入信号波形及平均功率的变化对信号能量传输效率所产生的影响。提出了选择方波、正弦波和三角波三种典型波形的信号作为输入信号,进行横、纵向全面分析的方法,得出了同一种波形的输入信号的能量传输效率是相同的,不随信号输入功率的变化而发生改变;不同波形输入信号的能量传输效率是不同的,且方波、正弦波、三角波三种波形信号的无线能量传输效率比为2.622∶1.768∶1。     

MCR-WPT 系统接收线圈偏移角度的测量方法研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically coupled resonant wireless power transfer, MCR-WPT)系统接收线圈相对于发射线圈偏移角度的不确定性,导致系统传输效率波动较大的问题,提出了一种基于反射阻抗的MCR-WPT系统接收线圈偏移角度计算方法。根据基尔霍夫电压定律建立发射线圈反射阻抗与线圈互感之间的关联,再根据空间两线圈的互感公式推导互感与线圈偏移角度之间的关系式,从而建立反射阻抗与偏移角度的表达式。利用Maxwell和Simplorer仿真软件搭建线圈模型和外围电路进行联合仿真,同时搭建了完整的MCR-WPT系统实验装置,在两线圈距离不同的情况下做了多组实验。仿真结果显示两线圈设定角度与计算角度平均绝对误差为2.57°,实验结果显示设定角度与计算角度平均绝对误差为2.94°。通过上述方法可以较为精确地计算出短距离无线电能传输系统接收线圈的偏移角度。     

基于线圈互感的阵列涡流传感器优化设计

线圈单元间互感一直是影响接收/发射式阵列涡流传感器准确性的干扰因素,工程实际中采用多种方法减弱线圈单元间互感对检测线圈单元的影响,但线圈单元间互感中包含缺陷信息,有效利用线圈单元间互感可以获得缺陷更多的信息,有利于缺陷的评估.运用ANSYS软件进行三维有限元仿真,利用线圈单元间互感研究了线圈单元相关参数对阵列涡流传感器检测灵敏度和空间分辨率的影响,理论上为基于线圈单元间互感的阵列涡流传感器的优化设计提供了参考.     

一种新的双回线单端相继速动保护的实现

分析了现有双回线单端保护的优缺点以及两回线间零序互感对接地距离继电器的影响,在现有双回线微机保护装置的硬件平台上实现了由几个改进元件共同组合构成的新的双回线单端相继速动保护判据,并经动模试验验证了该保护在区外故障时可靠不动作,区内除了母线出口处发生同名跨线故障时远故障端保护要以距离Ⅱ段延时动作外,其他跨线故障以及全线范围的单回线故障均能正确地快速动作。