含金属异物的无线充电系统场域等效建模分析

无线充电系统中,电能传输遵循发射线圈和接收线圈之间的磁耦合关系。当发射线圈和接收线圈之间存在金属异物时,异物的涡流或聚磁效应将会影响无线充电系统的传输性能与运行稳定性,严重时还会危害充电安全。为了厘清不同材质金属异物对无线充电系统性能的影响机理,有效分析异物的影响规律,迫切需要一种精确的金属异物建模方法,提高金属异物的检测精度。为此,文中计及金属的材质、位置、等效面积等关键因素,提出一种金属异物场域等效建模方法,通过构造金属异物影响下的无线充电系统耦合方程,对比得到异物引入前后发射线圈电流和接收线圈电流间的相位差表达式。在此基础上,进一步提出了铁磁性金属与非铁磁性金属的等效线圈模型及其参数配置方法,可精确得到金属异物介入条件下的电流相位差值。最终通过仿真与实验验证了建模方法的准确性与有效性,为无线充电系统中引入金属异物的特性分析与在线检测提供了一种新思路。

输电线路感应取能电源宽流带拓扑性能对比分析与优化

针对输电线路取能电源无法在母线电流宽范围波动下,实现线路监测装置稳定供能问题,提出双磁芯单绕组,双磁芯双绕组和双磁芯三绕组三种取能优化模型。通过分析复合磁芯结构的取能机理,建立基于多种绕组绕线联接方式下的取能电路等效模型,推导出取能功率与取能模型各参量之间的解析式。仿真表明,与单一材质的取能磁芯相比,双磁芯单绕组和双磁芯双绕组取能模型在母线电流宽范围波动下具有更好的取能稳定性。为了进一步延伸取能电源工作区间,结合三种取能拓扑的工作特性,提出一种宽流带大功率取能装置输出控制策略,解决取能电源在母线大电流时存在的输出曲线畸变问题。最终通过实验验证了感应取能电源优化方法的可行性。

输电杆塔无线供电系统非均匀多米诺单元性能分析与优化

输电杆塔实时在线监测技术随着智能电网的同步建设已成为数字化新基建的重要领域,但在线监测设备供能问题亟待解决。由于高低势位绝缘距离的限制,杆塔低压侧监测设备所需能量不能直接由高压侧供给,该文对采用多米诺无线供电系统为杆塔监测设备供电的方式进行研究,利用互感耦合理论对其进行建模分析,结合仿真进一步分析了多米诺线圈位置对系统传输性能的影响规律。结果表明,当传输距离恒定时,谐振线圈采用非均匀多米诺排列的无线供电系统,对其优化可以达到更好的传输性能。在110kV输电线路实际场景中,采用提出的非均匀多米诺排列方式相比于均匀多米诺排列在传输距离为1.015m时传输效率提高了30%,且满足高压环境下的绝缘要求。