非接触电能传输系统电容补偿机理研究

基于磁耦合谐振非接触电能传输系统中几种不同的电容补偿方式,分析了接收端采用不同补偿方式时反射阻抗与频率的关系,探讨了发射端补偿电容的优化条件,推导了不同补偿方式下系统传输功率的表达式,进一步分析了补偿方式对传输功率的影响。理论分析与仿真结果表明,发射端采用串联补偿、接收端采用并联补偿时,非接触电能传输系统性能最佳。     

SS型与LCC型感应耦合电能传输系统的对比研究

为研究不同补偿网络条件下感应耦合电能传输(ICPT)系统的效率传输特性,采用基波分析法对SS型与LCC型ICPT系统建立等效电路模型进行分析,给出两种补偿拓扑结构在不同互感和不同负载电阻条件下系统传输效率的稳定性以及效率值的对比结果,并依据此结论对最高效率负载点与互感之间的关系进行进一步的分析.最后通过实验验证了理论分...     

谐振式电能传输两种线圈结构传输特性比较研究

针对谐振式无线电能传输,从电路理论对比分析了两线圈结构与四线圈结构的传输特性,得到了四线圈结构提高了发射电路及接收电路的品质因数,因而在较远传输距离时其传输效率具有明显优势这一关键性结论.基于实用化角度搭建了基于印制电路线圈的实验系统,对两种线圈结构的电能传输效率进行了实际验证,结果证明了结论的有效性.该研究揭示了两种线圈结构的电能传输特点,为谐振式无线电能传输系统的设计和应用提供参考和借鉴.     

一种感应式无线充电系统的研究与分析

在分析感应式无线电能传输变换器工作原理的基础上,设计一款用于便携式电子设备的无线充电系统,能够自动识别充电目标,实现输出过压保护。在系统接收端与发射端之间建立信号与能量一体化传输方式,相较于独立传输方式,能够提高系统的功率密度并且降低硬件成本。通过实验分析接收端线圈与发射端线圈的距离及负载变化对传输效率的影响,验证了理论分析的可行性。     

感应耦合电能传输系统拾电器的设计

介绍了一种应用在感应耦合电能传输系统中的拾电器,对拾电器的工作原理、构成和控制模块的软硬件设计进行了分析。     

多负载感应耦合电能传输系统的传输效率研究

针对多谐振电容补偿的ICPT系统互感模型,研究了多负载条件下ICPT系统的传输效率,推导出多谐振时系统的传输效率计算公式和初级补偿电容Cp的选择方法。以PSSS型多谐振电容补偿结构为例,验证了该理论的正确性,采用该方法能使传输效率得到一定的提高。     

长距离电能传输新技术

(2015-120-俄罗斯-9)该技术利用2条0.5—50千赫谐振电路以及两条谐振电路间的单股导线实现电压谐振模式下的10—100千伏电压电力传输。该技术的优势主要有:1、无需使用中继变压器实现长距离电能传输;     

海洋环境下非接触式电能传输系统的优化设计

对应用于海洋环境中的非接触式电能传输系统进行原理模型、仿真模型与实验模型的搭建.通过理论计算与电路仿真测试,分别对系统的谐振频率等参数进行分析.对密封封装后的系统进行实验测量,验证了模型的正确性.上述方法优化了系统的设计,避免了复杂的实验探测过程.该系统可以连接120 V直流电源,传输400 W左右电能,传输效率达到9...     

基于非接触电能传输电路的技术分析

给出了非接触感应式电能传输的基本原理，针对松耦合电路，分析了影响电能传输效率的主要因素，研究可行的拓扑补偿结构，提高传输的有效性和稳定性，设计提出了一个可行性方案并开发出一个用于基本验证的功能样机。     

基于水下感应电能传输的电磁耦合器设计研究

电磁耦合器在水下传感领域有着很好的应用.电磁耦合器在工作中,受到水下复杂情况的干扰,器件的充电时间隙稳定性和效率都存在较大的波动.传统的电磁耦合器对于充电时间隙的稳定性要求较高.在进行水下充电时,由于洋流的存在,电磁耦合器的间隙不可能保持十分稳定.当间隙出现偏差时,电磁耦合器性能出现较大偏差.针对这一特殊问题,提出了一种新型的平板式电磁耦合器设计方法.首先应用有限元方法计算系统的漏感和励磁电感,建立含有补偿电容的电磁耦合器等效电路,并对初级电路和次级电路进行了设计,然后对系统的电压增益和效率进行理论推导和计算.仿真结果表明,平板式电磁耦合器有着稳定的电压增益和充电效率,当偏芯在10mm以内时,电压增益仍稳定在5.8％以内,效率保持在90％左右.     

频率对MCR-WPT电能质量和传输效率研究

系统的频率直接影响磁耦合谐振无线电能传输电能质量和传输效率。从新的角度对其进行研究,通过计算由高频逆变电路产生的各次谐波分别对传输系统原副边电流的响应,来分析频率对磁耦合谐振无线传输系统电能质量和传输效率的影响。最后,设计了硬件电路并进行了相关研究,实验结果与理论和仿真分析取得了较好的一致性,证明了该方法的有效性和准确性。结果表明系统的频率越接近谐振频率,原副边电流畸变率越小并且传输效率比较高。     

感应电能传输抗偏移非均匀发射线圈的优化设计方法

感应电能传输（Inductive Power Transfer,IPT）技术具有灵活、安全、可靠等优点,适于在人类活动空间内使用。IPT系统的传输效率与线圈之间的互感密切相关。传统均匀线圈IPT系统收发线圈间的互感,受两者间相对位置偏移变化的影响大,导致无线传输功率和效率变化剧烈,大大降低了技术的实用性。非均匀发射线圈具有良好的抗偏移能力,然而基于有限元仿真方法的非均匀线圈设计方法计算量大、实用性差。基于非均匀线圈与均匀线圈间互感的计算公式,采用遗传算法给出了非均匀抗偏移发射线圈的设计方法,并通过有限元仿真方法进行了验证。     

感应耦合电能传输系统稳定域的分析

感应耦合电能传输(inductive coupled power transfer,ICPT)技术是目前应用最为广泛的无线电能传输技术.应用软开关技术能提高ICPT系统的效率,但同时也带来了多软开关工作点(频率分叉)问题,使系统呈现复杂的动态特性.通过求解极限环的稳定域(region of stability,RoS)可以对其背后的原理进行很好的解释.本文以串联谐振型ICPT系统为例,首先对其建立了分段线性模型与碰撞映射模型,并利用ICPT系统的对称特性将碰撞映射模型进行了简化.通过理论分析,推导出基于二次型李雅普诺夫函数的稳定性判据.设计算法,以稳定性判据为约束条件,RoS体积为目标函数,通过遗传算法实现了RoS的求解.最后通过实例对此方法进行了验证.相比于现有方法,本方法求得的RoS体积更大,从而更好地解释了软开关ICPT系统的动态特性.本文所提出的方法也可用于求解其他分段线性系统的极限环RoS,为这类系统的研究与设计提供了一定的参考.     

变线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统

针对传统单一线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统存在传输效率受限于传输距离的问题,设计了一种变线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统。建立了系统的等效电路模型;分析了系统分别采用两线圈结构和四线圈结构时的传输效率与传输距离之间的关系;根据两线圈结构时系统传输效率随着传输距离的增大而逐渐减小、四线圈结构时系统传输效率随着传输距离的增大先增后减的结论,提出了传输距离小于线圈半径时采用两线圈结构、传输距离大于线圈半径时采用四线圈结构的变线圈结构谐振耦合方式,以实现不同传输距离时传输效率的最大化。仿真和实验结果验证了该系统的有效性和可行性。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及线圈线径、匝数与互感的关系;借助COMSOL有限元仿真软件建立线圈三维模型,并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证.研究结果表明:通过增大收发线圈线径和匝数,可以提高系统输出功率和传输效率,但与线圈线径相比,线圈匝数对传输效率的影响更为明显,而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值;随着负载电阻不断增大,系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势,证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值,但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同,即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻.     

感应耦合电能传输系统中整流电路的研究

设计了感应耦合电能传输系统与二极管整流及同步整流电路,并针对输出低电压大电流的情况,分析了整流电路的效率.通过对实验电路进行对比测试,验证了系统效果.测试结果表明,在感应耦合电能传输系统中应用同步整流技术,系统效率得到显著提高.     

线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响

针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标,研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响.建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型,通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之间的距离对系统传输效率和输出电压的影响,并搭建实验平台对仿真结果进行了验证.结果表明,线圈间距对系统传输效率有显著影响,系统输出的负载电压随着发射线圈和接收线圈间距d23、源线圈和发射线圈间距d12的增大呈现先增大后减小的规律,选择合适的d23和d12可使系统输出电压达到最大值,而源线圈和发射线圈间距d34的增加则使得输出电压逐渐减小.因此,在系统设计中应尽可能使接收线圈和负载线圈靠近.     

一种新型感应式车辆检测卡的设计与应用研究

基于环形线圈车辆检测器基本的工作原理,针对传统的采用倍频技术的检测产品灵敏度不高的缺点,提出全新的采用周期整定技术的感应式车辆检测器设计原理,在确保检测精度的情况下,提高了系统的稳定性。完成了车辆检测卡的软硬件设计,并详细描述了该检测卡的构成及软硬件实现。设计了一种基于车辆检测器提供的车辆等待长度信息的,相序可变的单路口多相位交通信号灯全感应控制策略,实际应用表明该全感应控制算法十分有效。     

感应耦合电能传输系统最佳工作点跟踪研究

针对传统感应耦合电能传输(ICPT)系统的工作状态随负载变化而偏离最佳工作点的问题,在ICPT系统中引入H桥变流器取代传统补偿电容,通过改变其触发角实现补偿容量动态调节和最佳工作点跟踪。根据电路互感理论建立ICPT系统最佳工作点下的补偿容量-负载匹配数学模型,并以最大功率点为优化目标,给出了基于H桥变流器动态补偿的ICPT拓扑及阻抗匹配控制方法。Matlab仿真结果表明,H桥变流器触发角α的取值范围为α40°。实验结果表明,基于H桥变流器动态补偿的ICPT拓扑具有良好的动态补偿特性,能够在负载变化时自动跟踪系统最佳工作点。     

基于FPGA的AC-AC谐振变换器实现

研究了一种适用于非接触电能传输系统、实现低频到高频直接变换的AC-AC谐振变换器的恒幅控制策略,分析了该变换器的运行模式,设计了基于FPGA的控制系统,并通过实验验证了系统方案的有效性。