一种适用于无人机无线充电的新型耦合机构

针对无人机(UAV)无线充电系统轻量化和大偏移容忍度的客观诉求,提出一种抗偏移能力良好的正交扁平螺线管耦合机构(QFSC)。QFSC的发射端和接收端均由绕制在方形磁芯上的两个相互正交的扁平螺线管构成。基于Comsol有限元仿真软件对QFSC和平面方形线圈耦合机构(PSC)的抗偏移能力进行对比和分析。仿真结果表明,QFSC在发生x轴和y轴方向偏移时均具有更优良的抗偏移能力。此外,与扁平螺线管耦合机构(FSC)相比,在发生角度偏移时,QFSC耦合系数不会衰减为零。为减轻耦合机构的重量,对QFSC进行了优化,提出一种凹凸型QFSC。相比于同匝数的QFSC,在磁芯和Lizz线用量减少的基础上,耦合系数得到一定提升。

一种笼型转子无刷双馈电机的磁链观测方法

由于没有电刷和集电环,无刷双馈电机运行可靠,维护成本低廉,因而在风电领域具有广阔的应用前景。在现有的无刷双馈电机的各种控制方法中,定子功率绕组和控制绕组磁链的观测都是必须的。当需要其中一个绕组的磁链在另外一个定子绕组静止坐标系的表达式时,两个静止坐标系之间的坐标变换成为必然,但在实际系统中该坐标变换实现起来十分困难。该文提出一种笼型转子无刷双馈电机在任意一个定子绕组静止坐标系观测另外一个定子绕组磁链的方法,该方法简单且不需要坐标变换,因此易于在实际系统中实现。仿真和实验结果表明,该方法观测结果比较准确,可以满足实验系统对于动态性能的需求。所提方法同样适用于绕线型转子无刷双馈电机。

一种适用于无人机的无线充电系统

与传统有线充电相比,无线充电人为干预少,有利于实现无人机的自主巡检,扩大作业半径。在此基于磁感应耦合原理,提出一种适用于无人机的无线充电系统。系统采用LCC-S谐振拓扑,并拥有两个串联且相互解耦的耦合机构。双耦合机构的设计保证了无人机的载荷平衡,易于安装。与单耦合机构的系统相比,所提系统最大效率保持不变,且在整个充电过程中,效率变化较平缓。通过合理参数设计,所搭建的实验样机充电功率达到75.6 W,最大充电效率达到86.3%,且在整个充电过程中,效率仅下降了2.1%。

无刷双馈电机静止坐标系数学模型的研究

由于没有电刷和滑环,提高了运行的可靠性,降低了维护成本,因此无刷双馈电机(BDFM)在变速恒频发电领域有着广阔的应用前景。由于特殊的结构和工作原理,BDFM数学模型十分复杂。从BDFM多回路空间矢量数学模型出发,推导出了两个静止坐标系之间的坐标变换关系以及功率绕组静止坐标系数学模型和控制绕组静止坐标系数学模型,推导过程简洁明了。所得结果为BDFM理论分析和不同控制策略的研究提供了理论基础。MATLAB/Simulink环境下的仿真结果验证了数学模型及坐标变换关系的正确性。