无接触电能传输系统的补偿及性能分析

运用松耦合变压器互感电路模型,推导出无接触电能传输系统原、副边分离的等效电路.选取合适的副边补偿电容,以增强系统的功率传输能力;选取合适的原边补偿电容,以降低对系统电源容量的需求.研究表明:当原边电流恒定时,在副边串联补偿,则负载所获取功率与负载大小成反比;在副边并联补偿,则负载获取功率与负载大小成正比.当原边电压恒定时,在原边并联补偿方式下,等效负载所获取的功率随负载的增加先升高后降低,针对不同的副边补偿方式,等效负载分别在相应的负载点取得最大传输功率.Pspice仿真结果验证了上述结论的正确性.     

基于LCL补偿的多负载移动式感应非接触电能传输系统

针对多负载移动式非接触感应电能传输(inductive contactless power transfer,ICPT)系统的设计与控制进行研究,分析LCL电路的输出特性和阻抗特性,当其电感之比等于1时,其谐振频率与负载无关,满足多负载ICPT的要求;介绍多负载移动式ICPT系统的结构,并建立其等效电路模型,通过对等效模型的分析,提出原副边独立控制的控制策略和补偿电路设计原则,补偿电路要能够实现谐振频率与负载无关,以实现负载可变;分析LCL补偿电路的设计方法,分析副边LCL补偿和串联补偿的区别,当副边品质因数小于1时,LCL补偿输出功率更大;建立多负载移动式ICPT系统的仿真和实验平台,对理论分析和设计方法进行验证。     

基于SP-LCL补偿的PPMLM非接触电能传输系统

初级永磁式直线电机(PPMLM)是将线圈和永磁体同时布置在转子侧,定子侧只有开槽的铁心,非常适合低成本的长行程运行,但是传统的拖缆或滑触供电方式限制了该类电机的推广应用。此处采用感应耦合电能传输(ICPT)方式给PPMLM供电,具有成本低、带载能力强、行程不受限制等特点。提出了一种串并LCL(SPLCL)型补偿电路,在补偿电路的初级采用SP混合补偿,接收端采用LCL混合补偿。首先,通过对次级LCL混合补偿分析得到负载端稳压输出特性。采用阻抗值分析法对初级电路进行补偿,使SP补偿具有恒流输出特性。之后给出ICPT系统恒压稳流频率固定的条件,同时分析了主要参数对系统性能的影响。最后,通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。     

非接触电能传输系统原副边补偿拓扑的研究

基于非接触电动汽车充电器的设计项目,针对非接触电能传输系统效率以及传输功率受到原副边补偿方式,以及补偿参数影响较大的问题,对非接触电能传输系统的结构特性进行分析,并且得出其参数的计算方法。重点比较电压型感应耦合传输系统的不同补偿拓扑结构以及补偿参数对于传输性能的影响曲线,从而可根据不同负载的种类以及大小选择不同的补偿结构与参数,为实际电路设计提供重要参考。     

基于高偏移阈值的补偿感应耦合电能系统传输特性分析

在传统感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统拓扑中,系统谐振频率的漂移会引起耦合效率的下降。针对该问题,本文提出一种新型的基于PSS(原边采用并联串联补偿,副边采用串联补偿)补偿的ICPT系统拓扑。对其电路模型进行了分析和建模,得出不同品质因数下,补偿系统的电压、电流增益、传输效率的特性曲线,该补偿拓扑具有较高的补偿因数;分析了系统中补偿系数对谐振元件电压电流的应力影响,选取合适的补偿系数以降低系统的设计成本。最后,设计了1台基于PSS补偿拓扑的ICPT系统样机,实验验证了对PSS补偿拓扑的特性分析。     

一种优化感应耦合电能传输系统参数的方法

研究了感应耦合电能传输(ICPT)系统,以串联补偿(SS)结构为例,分析了系统的电路和数学模型,提出使用Mathcad软件对其内部参数进行优化设计,以提高传输功率、效率和传递的距离。这种优化方法可以直观地找到适用于特定设计要求的优化点,以帮助设计出实际的ICPT系统,具有一定的普适性。以此为基础,提出了ICPT系统频率的优化方法,并制作了一个300 W的无线传能系统,距离为15 cm。无线电能传输部分效率在90%以上。实验结果证明了相关理论分析的合理性,以及优化方法的可靠性和普适性。     

新型无接触电能传输系统的性能分析

新型无接触电能传输系统利用电磁感应耦合技术与电力电子技术相结合，实现电能的无接触传输，消除了传统的电能传输方式带来的电击、短路和发生火花的危险。本文建立了新型无接触电能传输系统的数学模型，并分析研究了系统补偿拓扑、运行频率及负载参数对系统性能的影响。研究结果表明次级补偿可以大大提高系统的功率传输能力，而初级补偿则显著减小了对初级供电系统视在功率的要求，降低了系统成本。     

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。     

感应耦合电能传输系统不同补偿拓扑的研究

比较了感应耦合电能传输(ICPT)系统的拓扑.讨论了ICPT系统中几种不同的补偿形式,包括单谐振补偿和多谐振补偿拓扑,并推导出匝比为1时每种拓扑的电压电流增益.为了最小化器件的电压电流应力和优化参数设计,介绍了谐振电路功率因数的概念.由分析结果及得到的曲线图可知,在单谐振补偿拓扑中,一次侧串联补偿与其余几种相比更能抵消漏感的影响.而几种多谐振补偿拓扑的效果则明显优于单谐振补偿拓扑.分析和比较了不同参数变化时的特性曲线,以便于进行电路设计.最后以一次、二次侧都进行并联补偿的一种电流型ICPT电路为例进行实验验证,以说明实际系统的性能.     

感应耦合电能传输系统动态解谐传输功率控制

提出一种感应耦合电能传输(ICPT)系统的动态解谐传输功率控制方法.对相控电抗器进行动态切换,通过改变其导通延迟角来改变导通电流大小,使得ICPT系统的电能拾取侧谐振或解谐,在负载端获得稳定的输出电压,同时实现对传输功率的控制.导出了动态切换的相控电抗器的等效电感,分析了等效电感对输出电压及传输功率的控制作用.根据负载稳定时输出电压与导通延迟角之间的变化曲线获得了保持输出电压恒定的控制方法.相控可变电抗器实现了软开关动态切换,有效地降低了系统的功率损耗.利用该动态谐振/解谐控制方法,系统的最大功率传输性能得到了保证.计算机仿真结果验证了该方法的优良传输功率控制性能.     

新型动态无功补偿在长距离输电线路中的应用

目前,虽然青藏铁路已经通车试运行,但其输电系统方面仍然存在不少问题。西藏段35 kV输电线路由于长距离输电而造成电压波动过大,并存在谐波、过电压、电压闪变等问题,其中电压波动大、过电压问题影响较为严重。考虑到今后青藏铁路运行对供电可靠性和稳定性的要求,根据存在的问题,经过分析提出了配置动态无功补偿装置的可能性建议,并通过仿真加以证明其可行性。     

动态无功补偿装置在配电系统中的应用

结合配电系统无功补偿方式的特点,简要介绍了几种目前国内供配电系统常用的动态无功补偿装置的基本原理,总结了各种动态无功补偿装置的性能,并对各种装置进行了分析和比较。结果表明,STATCOM在配电系统中的应用越来越广泛。     

智能式动态无功补偿装置的研究

介绍一种智能式动态无功补偿装置 ,分析其工作原理。装置采用MOTOROLA单片机系统作为控制器的核心 ,从无功补偿的原理出发 ,建立电容器自动补偿的最优控制方法 ,设计控制器的软硬件 ,并且采用晶闸管无触点开关实现电容器组的快速自动投切 ,通过检测晶闸管无触点开关 (SCR)两端电压为零作为SCR触发的必备条件 ,具有硬件闭锁保护 ,避免了误触发造成的冲击电流损坏元件 ,不会产生无功倒送 ,实现了无功补偿装置的优化运行和高可靠性及自动化 ,有很强的现场控制能力和适应能力。     

动态无功功率自动补偿装置的原理与应用

分析了目前国内广泛使用的静态无功功率的使用情况和缺点,设计了一种动态无功功率自动补偿装置。利用CPU检测电网的无功功率、功率因数或无功电流,并将可控硅与接触器并联后对补偿电容进行投切,利用可控硅的快速导通特性,实现电压过零投入,电流过零切除的动态补偿。该补偿装置可最大限度地减少电容投切过程中的电压、电流浪涌。     

新型动态无功补偿在长距离输电线路中的应用

目前。虽然青藏铁路已经通车试运行，但其输电系统方面仍然存在不少P1题。西藏段35kV输电线路由于长距离输电而造成电压波动过大。并存在谐波、过电压、电压闪变等问题，其中电压波动大、过电压问题影响较为严重。考虑到今后青藏铁路运行对供电可靠性和稳定性的要求，本文根据存在的问题，经过分析提出了配置动态无功补偿装置的可能性建议。并通过仿真加以证明其可行性。     

新型动态无功补偿在长距离输电线路中的应用

目前,虽然青藏铁路已经通车试运行,但其输电系统方面仍然存在不少问题.西藏段35kV输电线路由于长距离输电而造成电压波动过大,并存在谐波、过电压、电压闪变等问题,其中电压波动大、过电压问题影响较为严重.考虑到今后青藏铁路运行对供电可靠性和稳定性的要求,根据存在的问题,经过分析提出了配置动态无功补偿装置的可能性建议,并通过仿真加以证明其可行性.     

基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估

提出一种基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估模型。该模型计及了负荷和发电节点注入功率的不确定性、预想事故的不确定性、事故发生地点、故障切除时间及负荷中感应电动机负荷比例的不确定性。安全域的数学描述使注入功率不确定性和电动机负荷比例不确定性的计及变得简便。概率安全性评估的结果能够指导运行人员进行预防控制。以New England 10机39节点系统为例验证了所提出的数学模型，并用Monte-Carlo方法加以检验。     

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题.在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量.提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5％,动态电能质量得到显著提高.     

磁饱和式可控电抗器的恒功率因数控制在动态无功补偿中的应用

阐述了可控电抗器的恒功率因数控制原理,提出了控制方法,给出了控制系统试验结果及结论.     

基于虚拟仪器技术的动态无功补偿装置响应时间测试系统

根据风力发电无功不足现状和无功补偿技术发展趋势,针对合理选择性能适用的无功补偿装置的需求,本文提出并研发了一种基于虚拟仪器技术的动态无功补偿装置响应时间测试系统。系统结构以信号调理电路为硬件基础,PXI数据采集平台为核心,以LabVIEW为软件开发工具。具有波形显示、数据读取、信号分析、数据管理等功能,可监测无功补偿装置响应时间特性等一系列参数,实现了对无功补偿装置功能的全面系统在线监测。