新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统

为解决传统多负载感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统存在的问题,提出一种新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统。该新型ICPT系统主要采用可变拓扑的高频逆变器,通过检测负载信息,系统可根据任一时刻供电负载的数量,自动改变逆变器工作结构,只让需要供电的负载所对应的原边线圈处于工作状态,从而基于"点对点"模式实现负载高效无线供电。仿真与实验验证了该新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统的可行性,对桌面多负载无线供电领域的设计与应用有着广泛的应用指导意义。

动态负载ICPT系统稳频稳压特性研究

为保证感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统在动态负载工作模式下频率和输出电压的稳定性,提出一种通过对ICPT系统谐振耦合拓扑机构优化选型,并对系统参数进行优化设计,从而实现系统稳频稳压(stable frequency stable voltage,SFSV)输出的新方法。通过对系统谐振网络等效电路进行分析,给出动态负载工作模式下ICPT系统谐振耦合机构优化选型依据,并给出系统谐振耦合环节参数优化设计步骤和方法。最后,通过实验验证理论分析的正确性。

耦合磁共振电能传输系统磁路机构参数优化

针对耦合磁共振电能传输(CMRPT)系统功率传输和效率优化问题,建立系统的详细等效互感模型,对系统的磁路机构进行优化设计:分析了在不同能量线圈与负载线圈的间距下,两个辅助共振线圈与能量线圈和负载线圈之间的位置比例关系对系统功率传输特性的影响,同时对负载电阻、工作频率等参数进行了优化选取。分析结果发现,对于能量线圈与负载线圈位置一定的耦合磁共振电能传输系统,通过对两个辅助线圈的位置进行优化配置,可以有效地提高系统的功率传输能力或者效率。这个结论有效地减少了实际系统磁路设计的盲目性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。

高瓦斯矿井无线供电系统安全容量研究

针对无线供电系统通过高频强电磁耦合实现电能无线传输工作模式的特殊性,为保证无线供电系统在煤矿井下的安全应用,本文从无线供电系统磁场辐射能量方面,分析无线电能传输系统磁场导致瓦斯爆炸机理,包括无线供电系统电磁耦合机构磁场能量分析方法,电磁场辐射能量计算方法,并对系统的磁能安全容量限制条件进行分析研究。根据分析结果对系统参数进行优化设计,以实现无线电能传输系统在高瓦斯矿井中的安全应用。

高瓦斯粉尘矿井无线安全供电系统建模研究

由于煤矿井中含有大量的瓦斯粉尘,因此矿井电气设备用电的安全性是煤矿的一个关键问题。针对传统的无线供电系统的缺点,在综合考虑瓦斯粉尘对用电安全的影响的基础上,提出了一种煤矿井下电气设备无线供电系统,并给出了一种高瓦斯粉尘环境下考虑粉尘电导性的无线电能传输系统全互感模型建模方法,通过与纯互感耦合模型阻抗模频率特性进行对比分析,得出了全互感模型下系统的阻抗特性与理想的纯互感模型的区别,提高了模型建模的精确性,并得出了系统最优化谐振频率计算方法,最后通过仿真和实验验证了理论分析方法的正确性。

自配置非对称磁路三相无线平面供电网

针对传统单相无线供电(WPS)系统对原边和副边线圈之间的横向位置偏差低容忍度限制,构建一种用电设备可大范围自由移动的新型三相无线平面供电网,可实现平面内自由随机分布的用电设备群高效并行供电;同时,为消除三相WPS系统在传统对称磁路机构条件下固有电压拾取"盲点",提出一种可有效地消除拾取"盲点"的非对称磁路机构。仿真与实验表明,含非对称磁路机构的新型三相无线平面供电网不仅可有效提高三相WPS系统的功率传输能力,还可实现自由随机分布的移动设备在网内任意位置有效的能量传输。

三相串联谐振逆变器混合对称控制策略研究

为了解决对三相无线电能传输系统传输功率的有效控制问题,基于电压型三相串联谐振逆变器,在传统180°导通模式的基础上,提出了一种新型的开关管开通-关断混合对称控制模式:通过在开关管180°开通过程中加入关断短脉冲,在开关管180°关断过程中加入开通短脉冲,改变系统谐振补偿网络等效输出线电压和相电压,实现系统功率传输能力的有效控制。通过对该系统工作模式的分析,推导出系统功率传输能力与开关短脉冲对应电角度之间的函数关系,为无线电能传输系统的设计和分析提供了理论依据。仿真和实验结果证明了该新型控制策略可以有效地控制传输功率,同时验证了理论分析的正确性。

U型磁芯结构ICPT系统功率传输容量研究

感应耦合电能传输(ICPT)技术是近年来发展起来的一种新型电能传输模式。为了实现磁路耦合机构的最大能量传输,本文从磁路角度对常用的U型磁芯磁路机构的功率传输能力进行了分析,得出了系统传输功率能力与磁芯机构形状和大小、原边导轨位置、工作频率以及副边拾取线圈匝数等因素之间的关系,并给出了U型磁芯结构下的磁路耦合机构的优化设计。根据理论分析结果对ICPT系统磁路耦合机构进行实验研究,实验结果验证了理论分析的正确性。

自配置非对称磁路三相无线平面供电网

针对传统单相无线供电(WPS)系统对原边和副边线圈之间的横向位置偏差低容忍度限制,构建一种用电设备可大范围自由移动的新型三相无线平面供电网,可实现平面内自由随机分布的用电设备群高效并行供电;同时,为消除三相WPS系统在传统对称磁路机构条件下固有电压拾取"盲点",提出一种可有效地消除拾取"盲点"的非对称磁路机构。仿真与实验表明,含非对称磁路机构的新型三相无线平面供电网不仅可有效提高三相WPS系统的功率传输能力,还可实现自由随机分布的移动设备在网内任意位置有效的能量传输。