并联谐振型非接触供电平台的频率控制与设计

由于非接触ICPT存在器件老化、温度变化、负载变动等问题,将引起系统谐振频率改变,影响系统零电压开关(ZVS)的实现以及功率传输能力.以并联谐振型非接触供电平台为研究对象,采用双闭环控制回路控制非线性可变电感控制频率的新颖方法,并通过巧妙的电路参数的选择,实现了非接触供电平台在给定谐振频率下的稳定控制.理论推导与实验结果均证实了方案的可行性.     

非接触式移动电源新技术

移动电气设备的灵活(移动)供电问题(能量的灵活接入问题)一直是电气工程界密切关注的问题。论文探讨了一种基于ICPT技术的能量接入新模式，介绍了其原理和特点，以及在大容量移动用电设备、室内用电设备和人机电一体化中的应用前景。该模式必将成为电气自动化领域最具重大意义的研究方向，具有巨大的社会价值和经济价值。     

基于可控电感的感应电能传输系统效率优化

针对ICPT通用供电平台不同功率等级负载变化时系统效率降低的问题,设计一种改进型可控电感,使得不同功率等级的负载均达到效率最优。基于交流阻抗分析法建立电压型ICPT系统的效率模型,得出不同负载条件下,效率达到最优的最优电感值,并由此得出效率最优时原边发射线圈的最优匝数。通过控制所设计的原边可控电感,调节不同功率下的最优线圈匝数,以保证不同功率等级系统的工作效率均满足要求或达到最优。仿真结果验证了理论分析的正确性和该效率优化策略的有效性。     

采用CCL/LCC复合谐振网络的电流型ICPT系统

为实现感应耦合电能传输(ICPT)系统在负载及气隙变化时的输出电压和工作频率恒定,提出了一种采用CCL/LCC复合谐振网络的电流型ICPT系统。首先,在基波条件下,依据变压器漏感模型建立系统等效电路,得到了输出电压增益与输入阻抗的表达式;然后,通过系统参数优化设计,推导出了动态负载下系统恒压供电和谐振工作频率稳定的条件。另外,当气隙变化时,利用动态调谐技术重新补偿耦合电感,可使得输出电压和工作频率在气隙变化前后保持不变。系统特性分析表明,所提出的CCL/LCC复合谐振网络电流型ICPT系统,在负载和气隙变化时可以保证输出电压和工作频率稳定。最后,实验验证了理论分析的正确性和有效性。     

基于LabVIEW在ICPT系统中自动校准技术的方法研究

在非接触式充电系统中,为了提高充电的效率,对于初次级线圈重合度有着十分严格的要求。利用了LabVIEW虚拟仪器图像处理的强大优势及与实际仪器通讯的功能,提出了一种新的自动校准技术。实验表明:在与原校准技术的比较下,提出的新的校准技术能够更好的完成自动校准任务,从而提高充电效率。     

串-并补偿结构大功率感应充电系统谐振变换器

通过互感模型建立了一、二次侧分别采用串联与并联补偿结构的一次端口等效电路[9,10],依据谐振特性表达式提出了一次侧品质因数的设计准则。控制策略上采用变频控制方式,应用状态机结构控制一次侧谐振电流极值,确保谐振变换器工作在谐振频率附近,从而使得在无需获得二次侧信息的情况下即可保证系统最大功率传输。最后,设计了一台功率25kW、气隙12mm的感应充电系统,并通过实验验证了所提出控制方法的可行性。     

非接触式扭矩仪中的感应供电技术

为了实现非接触式扭矩仪中的转子电路的无线供电,设计了采用单管谐振变换和松耦合变压器的感应耦合电能传输系统,并且通过状态空间法对等效的电路拓扑进行了建模分析.实验结果表明:可以使用该模型较为精确地分析电路的性能,同时,利用感应耦合供电系统中松耦合变压器原副边可分离的特点,可以实现非接触式扭矩仪中的无线感应供电,对类似应用也有一定的参考价值.     

电动汽车充电系统的负载识别技术研究

为解决采用感应耦合电能传输(ICPT)技术的电动汽车无线充电系统中由于负载未知从而导致无法实现负载与功率相匹配的问题,提出一种基于S-LCL补偿拓扑的ICPT系统的负载识别方法,通过原边补偿电容两端电压与负载之间的关系确定负载的大小,同时该系统还能够在不加入任何控制的条件下实现负载的恒压输出,解决了传统方法造成的算法复杂、系统体积过大等问题。实验证明了基于S-LCL补偿拓扑的ICPT系统负载识别方法的有效性和实用性。     

海洋浮标感应耦合电能传输系统频率分裂特性及最大功率点分析

为探究感应耦合电能传输（ICPT）系统中的频率偏移是否会对系统的最大输出功率产生影响,综合考虑线圈谐振频率、耦合系数,通过建立互感模型对基于海洋浮标的ICPT系统的频率分裂现象进行分析,选择输出功率作为重点研究对象,推导出在ICPT系统中输出功率与耦合系数,工作频率之间的关系表达式. 通过数值分析研究耦合系数、工作频率对频率分裂影响的一般化关系,并通过实验验证其结论. 结果表明：对线圈之间的耦合系数进行匹配,可以避免系统发生频率分裂,且在固有谐振频率处输出功率和效率达到最大值;若系统耦合系数固定,通过调整工作频率,可以使系统传输性能达到最优.     

推挽型软开关感应耦合电能传输变换器

为减小ICPT变换器开关损耗以及简化软开关控制电路,引入推挽变压器,通过在变压器输出接发射线圈和补偿电容,使发射线圈与补偿电容构成的谐振网络呈感性来实现零电压开通,开关管漏源极两端并联电容实现零电压关断,从而不需要增加电压过零检测电路和相应的控制电路即可实现软开关。对软开关的工作原理进行了分析,给出了零电压的工作条件以及推挽变压器匝数的边界条件,仿真及实验结果表明该变换器可工作在软开关条件下,具有驱动简单、传输效率高的特点。