基于集电线圈复用的电动磁浮列车感应式电能传输技术研究

为实现电动磁浮列车低速运行阶段无接触辅助供电,同时尽可能减轻耦合机构重量,并保障供电系统平稳输出,该文设计了一种利用磁浮系统原有线圈作为耦合机构的感应式电能传输(IPT)系统,通过线圈与电路结构重构,以列车低速运行阶段空置的悬浮线圈与集电线圈作为能量传输通道。由于不需额外安装能量传输线圈,所提出的IPT系统对磁浮列车自重影响小,且耦合机构在移动过程中具有互感恒定的特性,结合LCC-S谐振补偿电路,IPT系统在列车移动过程中与负载变化过程中均能保持稳压输出。为验证所提方案的可行性和有效性,搭建了1 kW的原理样机,在移动供电过程中,IPT系统输出电压波动仅1.51%,输出功率在300~1000 W范围变化时,输出电压波动为4.42%,系统整体效率为83.75%~86.61%。

感应式无线电能传输系统抗偏移技术研究综述

无线电能传输(wireless power transfer,WPT)的应用初衷是为了让供电更加灵活方便,倘若系统的抗偏移性能不足,则难以满足实际应用的需求,因此抗偏移技术一直都是WPT系统研究的热点。文章综述国内外感应式WPT系统抗偏移技术的研究现状。首先,概述标准中关于偏移的定义和要求,介绍研究抗偏移技术的主要团队;其次,分析线圈偏移对系统输出性能的影响规律,并列出不同类抗偏移的技术手段;接着,重点介绍不同种类抗偏移技术的基本原理和主要研究成果,并指出不足之处;最后,论述抗偏移技术的未来研究方向。

风电系统全风速段下双模变桨距控制

功率平稳输出与最大风能跟踪是风电机组在高、低两种不同风速下的控制目标,而当前变桨距控制的研究集中在高风速段,大部分是基于平衡点处的线性化模型,风力机偏离平衡点运行的动态性能较差,也不适用于低风速段。因此,针对高、低风速段的不同控制要求,设计了双模变桨距控制器:低风速段采用基于最大功率点跟踪(MPPT)的双PI控制,高风速段采用模糊自适应PID控制器,根据风速变化实时切换控制策略。最后,在Simulink平台下,通过与传统的PI控制器进行了仿真比较,验证了双模变桨距控制的控制效果。

考虑线圈参数变化的SS型动态无线电能传输系统参数优化设计方法

在自动导引车的动态无线电能传输(DWPT)系统中,由于载重变化导致的接收端高度变化是不可避免的。这会造成系统线圈参数(自感和互感)改变,进而影响系统增益平稳。为了在DWPT系统接收端发生垂直偏移时保证系统增益平稳,该文基于串联串联(SS)拓扑提出一种考虑线圈参数变化的补偿拓扑参数设计方法。通过建立考虑线圈参数变化的SS拓扑等效环路模型,分析系统增益与补偿参数的关系,确定补偿拓扑参数设计的约束条件与解空间范围。设计以输出电流增益平稳性与效率为目标的优化函数,基于粒子群优化算法提出一种SS拓扑补偿参数设计方法。所提方法在系统线圈参数变化的条件下,实现输出电流的稳定,且保有较高的效率。最后,搭建一套1kW的原理样机用于验证所提方法的有效性。实验结果表明:在设定的高度变化范围(20~80mm)内,耦合机构自感增加19.1μH、45.22μH,互感增加至2.4倍,系统输出电流最大波动率仅为3.55%,最高效率达96.52%。

基于空天环境应用的超声电机转子圆盘设计

针对空天环境应用超声电机平稳输出的需求,研究大尺寸、稳定性优异的转子圆盘结构,使用有限元分析对转子圆盘的应力、应变以及定、转子界面接触状态进行仿真模拟。结果表明:通过优化转子锥面、传递力筋板、以及接触面宽度,可有效提升转子输出特性,提高超声电机运行的平稳性。

基于风力发电的飞轮储能系统运行控制策略综述

大规模的风电并网会对电力系统造成电压、频率和功率波动等影响,配备飞轮储能系统能很好地改善并网风电场的电能质量,二者结合的关键是飞轮储能系统的控制方式。简要介绍了风力发电—飞轮系统的结构、飞轮储能系统的工作原理,重点讨论了飞轮储能系统工作于充、放电模式和平稳输出功率方面所涉及的控制策略及其优缺点,并展望了基于风力发电的飞轮储能系统控制策略的发展前景。