空间无人作业车无线充电系统设计

高效便捷地获取能量是空间无人作业车的必备功能。基于特殊的宇航空间环境,无线充电方式是空间无人作业车补充能量的重要方式。针对空间无人无线充电系统,介绍了当前空间无人作业车无线充电系统的研究现状,建立了LCC/S补偿拓扑以及后置Buck-Boost电路的硬件拓扑,提出了原边移相以及副边DC闭环的双边控制方法,并研制了一台样机。实验结果表明样机可实现恒压恒流指标为22 V/5 A的无线充电,在传输距离为6.5 cm时,系统的最大偏移距离为9.5 cm,最大传输效率88%。     

基于S/SP补偿拓扑的强抗偏移感应式无线电能传输系统EI北大核心CSCD

针对感应式电能传输(inductive power transfer,IPT)系统偏移造成输出电压不稳定和效率低下的问题,提出一种强抗偏移的S/SP补偿IPT系统,该系统在变耦合变自感和变耦合不变自感两种情况下均能保证较小的输出电压波动和较高的传输效率。首先,基于Maxwell有限元仿真,分析罐型磁心松耦合变压器的磁通分布和磁场分布特性,总结不同方向偏移的参数变化规律。然后,提出一种提高系统抗偏移能力的S/SP补偿参数设计方法,得到相应的磁耦合机构设计准则,并结合磁仿真数据,通过数值计算方式求得系统输出波动和输入阻抗角的变化规律。最后,通过实验验证文中采用罐型磁心和新型S/SP补偿拓扑实现多方向偏移下高效率、低波动无线电能传输的可行性。在额定负载下,系统沿纵向和水平方向偏移的输出电压波动分别为2.7%和3.1%,传输效率维持在90.8%~94.3%。