带中继线圈无线电能传输的效率分析方法

通过耦合模理论(CMT)对带中继线圈的无线电能传输(WPT)系统进行了详细的效率计算和分析,得到了系统输出效率的数学表达式。继而对系统的输出效率表达式进行仿真,表明了系统输出效率与输出阻抗、线圈损耗率和耦合系数之间的关系,从而找到了影响系统输出效率的关键性参数。最后设计制作了一套带中继线圈的磁共振无线电能传输系统实验装置,通过实验验证了上述分析的正确性。     

用于智能监测设备供电的复合绝缘子传能结构

为了实现高压输电线路智能监测设备的稳定不间断供电,本文在智能监测设备无线供电系统的基础上,建立了一种内嵌线圈复合绝缘子的传能结构。根据复合绝缘子制作工艺的特点,结合多层印刷电路板的特性,设计了一种可嵌入绝缘子内部的PCB线圈板,并对其嵌入特性和高压绝缘性能进行验证。然后通过数学推导和试验分析,完成基于中空因数和渐变线宽的PCB线圈板优化,最终完成110kV复合绝缘子传能结构的设计并进行实验验证。研究结果表明:设计的新型复合绝缘子传能结构在满足高压绝缘要求的同时,可实现传输距离为1.13 m的无线电能传输。所提出的传能结构便于生产应用,可为智能监测设备供电系统的设计提供一种具有可行性的方案。     

一种带中继线圈的多载接人式MCR WPT系统研究

针对磁耦合谐振无线电能传输(MCR WPT)系统中负载接入数目对于系统整体输出功率与传输效率的影响问题,设计了一种带有中继线圈的多载接入式MCR WPT系统,通过控制系统中负载线圈的接入数目,研究系统的输出功率与传输效率的变化.当系统中接入负载数目增加时,单个负载的传输效率与传输功率逐渐下降,但系统总的输出功率与传输效...     

高压设备智能化方案及技术特征

提出了一种高压设备的智能化方案,其核心是增设一个智能组件,集中整合测量、控制、监测等智能电子装置(intelligent electronic device,IED),通过传感器和执行器与高压设备形成一个有机的整体,使高压设备具备测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的智能特征。同时对智能高压设备的主要技术原理和智能组件的原则方案进行了简要论述。     

智能高压设备技术策略分析

智能高压设备是根据我国智能电网建设需求提出的一种新的设备型式。阐述了智能高压设备的技术理念,提出了优化自身控制、支持电网优化运行和支持优化检修是智能高压设备在智能化应用方面的主要功能,并逐一进行了分析讨论。智能高压设备仍然是发展中的技术,分析了智能高压设备研制及其技术目标实现中需要进一步解决的若干关键技术问题。最后对智能高压设备的应用前景进行了展望。     

高压输变电设备状态监测系统设计

随着智能电网技术的快速发展,对输变电设备状态监测提出了新的要求.智能电网是物联网的重要应用,输变电设备物联网是智能电网向其最基本组成单元.将物联网应用于输电设备状态监测中,可以充分整合电网设备信息资源,改善高压输变电设备状态信息的精细化、模型化和可视化程度,实现电网全景信息融合和输变电设备智能化识别、定位、跟踪、监控和管理.     

基于多内嵌中继线圈的高压线路非接触供电系统优化设计

户外输变电线路在线监测系统的供电质量已成为制约在线监测技术发展的重要因素,为此探究利用内嵌于绝缘子的多内嵌线圈的非接触供电系统为在线监测设备供电的可能性。首先基于互感电路模型对多米诺非接触供电系统传输性能进行分析,考虑线圈自身参数与系统工作频率对线圈品质因数的影响,结合实际复合绝缘子参数,设计单层和双层的内嵌线圈结构;继而结合有限元仿真与电路仿真,对2种线圈结构的12线圈非接触供电系统的耦合特性及传输性能进行对比分析;最后选择双层线圈作为内嵌线圈方案,并且搭建12线圈非接触供电系统实验平台进行实验。仿真与实验结果表明,采用双层内嵌线圈的多米诺非接触供电系统能实现高质量的供电目的。     

高压设备智能化的现状和研究方向

简述了智能电网对高压设备智能化的要求,回顾了高压设备智能化的发展现状,重点对变压器、高压开关、GIS、互感器和避雷器等设备进行介绍,分析了国内高压设备智能化尚存在的问题,并对智能设备未来的研究方向作了展望.     

基于中继线圈的电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能提升研究

横向偏移问题是无线电能传输WPT（wireless power transfer）系统在电动汽车领域的应用中面临的主要难题。为提升电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能,提出一种基于中继线圈切换的WPT系统。首先,建立了两线圈结构与三线圈结构WPT系统数学模型。其次,研究了两线圈结构与三线圈结构WPT系统抗偏移性能,通过结合两线圈结构与三线圈结构的优势,提高系统整体抗偏移能力。最后,搭建样机进行实验验证,结果表明,在横向偏移距离为线圈尺寸50%的范围内,系统输出效率均达到85%以上。     

高压脉冲电源设计及其在除尘中的应用研究

与直流高压除尘相比,高压脉冲除尘具有更强的荷电能力且能降低能耗。设计了高压脉冲电源的拓扑电路,并据此实现了一套基于半导体开关的高压脉冲电源,该脉冲电源波形完整且幅值、频率、脉宽均可调节。但该高压脉冲电源脉宽调节困难,据此提出了一种改进的调节脉冲电源脉宽的方案,该方案经测试简单易行。将其应用于高压脉冲除尘系统,基于此开展了幅值、频率对气体颗粒物去除率影响的研究。研究结果表明:相同频率下,脉冲电压峰值越高,PM10和PM2.5去除率越明显。相同脉冲电压峰值时,在20～100 Hz范围内,脉冲频率越高,PM10和PM2.5去除率越明显。当脉冲电压峰值为12 kV,频率为120 Hz时,去除率超过96%。     

基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统设计

为解决110 kV输电线路杆塔侧在线监测设备的供电问题,文中创新提出一种基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统。首先结合互感耦合理论与有限元仿真,提出U型无线供电系统的整体设计方案,实现杆塔侧在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。在此基础上建立系统级仿真模型,对U型无线供电系统的距离特性、频率特性、负载特性及电磁分布特性进行分析,验证了设计方案的可行性和电磁兼容性。最后搭建实验平台,在600 kHz的工作频率和1.2 m的传输距离下,系统输出功率达到73.58 W,能够满足杆塔侧在线监测设备的实际功率需求,为无线电能传输技术在高压设备供电领域的应用提供了参考依据。     

双中继和三中继线圈位置参数对无线电能传输功率的影响

提出使用带多个中继线圈的电磁谐振式无线电能传输技术来解决智能电网中高压侧电子设备的供电可靠性和稳定性问题。建立了多中继线圈无线电能传输的理论模型,给出了线圈互感、负载功率和传输效率的计算方法,对双中继和三中继情况下线圈间距变化时的负载功率和传输效率及总距离一定时中继线圈位置的变化对传输功率的影响进行了仿真计算,得到了负载功率最大时的线圈位置和对应的传输效率,并进行了实验验证。结果表明,双中继和三中继时,中继线圈能够大大提高传输的功率、效率和距离;负载功率最大时,中继线圈位置并非等距排列,对不同参数的系统需要进行仿真计算和实验来确定中继线圈的最佳位置。     

平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用

此处提出了一种改进型平衡线圈结构以适应无线电能传输系统中金属检测的需要。首先介绍了该平衡线圈技术的原理,然后设计了探头,最后完成了以单片机为控制核心的金属检测系统设计。实验证明该检测技术具有较高的灵敏度及较强的抗干扰性。     

无线电能传输抗偏移线圈的设计方法

无线电能传输技术具有灵活性高、安全、美观等优点,因而受到广泛关注和研究。传统线圈由于磁场分布不均匀,导致接收端在发生偏移时,互感系数发生变化,进而影响系统稳定性。针对上述问题,提出一种利用穷举推导抗偏移线圈参数的方法。该方法首先根据所需发射和接收线圈尺寸、线圈气隙,穷举出不同匝数和匝距的发射线圈。然后利用互感公式计算线圈发生偏移过程中的互感数值,并判断线圈发生偏移时互感是否稳定,最后通过筛选可以得到所需线圈的绕制参数。利用所提方法推导抗偏移线圈,计算时间较短,设计精度较高。通过实验验证,证明了所提方法的有效性。     

无线电能传输的平面螺旋线圈优化

磁耦合线圈是无线电能传输中至关重要的一个环节,线圈品质因数往往是衡量线圈优劣的重要指标。本文基于一维线圈损耗模型分析了宽度、高度、磁场强度等重要参数对损耗的影响。以此为基础,借助有限元仿真软件得到线圈磁场分布规律。首先对线圈采用渐变线宽的方案来优化线圈Q值。进一步采用将内三匝及最外匝线圈进行铜箔垂直置换的方案,该方法能够优化内三匝及最外匝线圈的损耗。通过仿真与实验验证了方案的正确性。     

基于螺旋平面线圈的感应电能传输技术研究

提出了一种适用于电动感应电能传输的螺旋平面线圈,以解决充电距离过小和对停车位置要求过高的问题。由线圈的几何参数得到耦合系数,同时使用工作在稍高于谐振点的等效LLC串联谐振逆变装置,进行松耦合状态下的补偿。通过理论分析,建立了包含输出调节特性的封闭方程组,试验结果验证了理论分析模型的准确性,并以此为基础设计耦合器参数。实验结果表明,螺旋平面线圈电磁耦合器具有较高的充电效率和稳定的充电电压。     

带E类功放的磁耦合谐振无线输电系统源线圈优化

首先为磁耦合谐振式无线输电系统设计了一款E类功放作为系统输入端电源。鉴于E类功放性能易受负载参数影响,通过优化无线输电系统源线圈结构来降低因E类功放特性造成的系统性能下降。提出了三类源线圈结构,在多负载情况下分别测试负载两端电压变化情况,对比研究各结构下负载间耦合情况对负载电压的影响和各结构下系统的传输效率。研究发现多源线圈单谐振结构能通过利用负载间的耦合来降低由磁场分布引起的负载电压变化。而在E类功放下,串联型分立的多源线圈多谐振结构易造成系统性能下降,负载间耦合对负载影响也十分明显。     

物联网柔性电子设备的无线电能传输技术研究

分析了物联网柔性电子技术的实际应用需求及存在的能源供给问题,提出可采用无线传能技术解决能源供给问题。目前对柔性电子系统中无线电能传输技术的研究主要集中在设计高性能的柔性天线和实现特定应用场景下的柔性系统无线充电功能。无线电能传输技术可以很好地匹配柔性电子设备的能源供给需求,是未来柔性电子设备供能的优选方式。在今后的技术发展中可从柔性设备制造工艺、柔性新材料、柔性无线传能装置的能量传递效率等方面进行突破。     

基于罗氏线圈原理的500kV电网过电压监测系统的研究

介绍了一种通过罗氏线圈传感器测量变压器套管末屏电流信号,经后续信号调理从而复原过电压信号的过电压监测系统.在分析了系统的可行性及组成方案优缺点的基础上,确定了系统的最终组成方案.设计了符合测量要求的罗氏线圈、三阶积分电路及触发电路,编写了基于LABVIEW语言的采集处理程序.系统动态响应试验表明,过电压监测系统可以准确...