智能监测用电容式集能转换器拓扑性能研究

集能转换器将外界电场能转变为电能,是智能监测单元实现现场自供能的核心部件。采用有限元方法对典型平板式集能转换器进行建模仿真,分析了平板式集能转换器的结构参数对集能转换器性能的影响以及集能转换器对外界变化电场的适应性。提出了一种新型的球形集能转换器拓扑设计并对其建模仿真,仿真结果表明,新型球形集能转换器在输出电压、感应电荷量、内部电场分布等方面均比平板式转换器都更具技术优势,能够适用于更加复杂苛刻的电场环境。

智能电网用空间电能集能转换器

提出球形集能拓扑并建立其数学解析模型,分析影响其集能效果的因素。考虑到集能拓扑的实际应用,在球形拓扑的基础上改进为球冠型拓扑结构。通过建立调理电路的大信号和动态扰动模型,给出了调理电路反馈网络的设计原则,仿真结果验证了电路的可行性。针对外电场变化对调理主电路工作特性的影响,建立了仿真模型,研究了等效输入电压变化下的调理主电路工作特性。在搭建的自供能系统实验平台上进行实验,实验结果验证了集能转换器的整体工作性能。

电容式集能转换器的调理拓扑分析与优化

集能转换器可使智能化变电站中的无线传感器实现能量自给,在未来智能电网中具有广阔的应用前景。文中首先分析了电容式集能转换器调理电路的主要影响因素及相应的解决方法。提出了调理电路的一种无源器件设计拓扑,并对其进行了系统建模,包括大信号模型和动态小扰动模型,进一步分析了调理电路的静态输出和动态工作特性。基于临界工作条件下的理论推导,建立了调理电路关键参数的优化方法,并获得各电气参数的优化取值。利用PSPICE仿真软件对调理电路拓扑进行仿真验证,结果表明了文中理论分析和参数优化方法的有效性。

智能电网用空间电能集能转换器

提出球形集能拓扑并建立其数学解析模型,分析影响其集能效果的因素。考虑到集能拓扑的实际应用,在球形拓扑的基础上改进为球冠型拓扑结构。通过建立调理电路的大信号和动态扰动模型,给出了调理电路反馈网络的设计原则,仿真结果验证了电路的可行性。针对外电场变化对调理主电路工作特性的影响,建立了仿真模型,研究了等效输入电压变化下的调理主电路工作特性。在搭建的自供能系统实验平台上进行实验,实验结果验证了集能转换器的整体工作性能。

圆环坐标系下自供能转换器球冠型拓扑的建模与优化

电容式集能转换器的设计和优化直接影响自供能装置的整体性能。集能效率的优化可转化为体积约束条件下的拓扑参数优化,由此提出一种改进的球冠型集能转换器拓扑,并在圆环坐标系下基于分离变量法建立了其解析模型。提出储能增量系数的概念,并导出以球冠开口半径与球半径之比为变量的储能增量系数表达式。针对不同尺寸的球冠型拓扑,储能增量系数的实测结果与理论值吻合地较好,从而验证了所建立的球冠型转换器拓扑解析模型的正确性。研究结果为自供能装置集能转换器的优化设计提供了理论依据。