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AC loss mitigation for high temperature superconducting coils in wireless power transfer 被引量:1
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作者 Hongyi Chen Hongye Zhang 《Superconductivity》 2023年第2期6-24,共19页
With the rapid development of high temperature superconducting(HTS)technology,second generation(2G)HTS materials have become a promising alternative to traditional conductive materials in the power transmission indust... With the rapid development of high temperature superconducting(HTS)technology,second generation(2G)HTS materials have become a promising alternative to traditional conductive materials in the power transmission industry.Recently,the topic of using HTS materials in wireless power transfer(WPT)systems for electric vehicles(EVs)has attracted widespread attention in the background of net zero transport.With virtually zero DC resistance and superior current‐carrying capacity,HTS materials can achieve high quality factor and power density in the WPT resonant circuits compared to conventional metals,e.g.,copper.However,the optimal working frequency for the conventional WPT system is relatively high in the order of kilohertz level.Superconducting coils working at high frequencies could generate high AC losses,reducing the overall power transfer efficiency(PTE)and increasing the cooling burden.In order to improve the PTE of HTS‐WPT systems,the AC loss mitigation methods for different HTS coil topologies have been investigated in this paper by varying the inter‐turn gap and tape width.Three HTS coil structures,namely the spiral coil,the solenoid coil and the double pancake(DP)coil,have been studied with a 2D axisymmetric multi‐layer numerical model based on the H‐formulation,and the simulation results have been validated by the published experimental data.The general loss characteristics,loss distributions in each turn,as well as magnetic flux densities have been analysed in detail for three types of HTS coils.Moreover,the impact of these two loss reduction methods on the WPT performance has also been evaluated.Findings have shown that increasing the inter‐turn gap and tape width can effectively reduce the AC power losses and increase the PTE of the HTS‐WPT system.The spiral coil demonstrates the highest AC power loss reduction effect and PTE while maintaining a stable level of magnetic fields.This paper is believed to deepen the understanding of superconducting WPT and provide a useful reference for more efficient wireless energisation applications. 展开更多
关键词 wireless power transfer(WPT) high temperature superconductor Loss reduction Inter‐turn gap Tape width
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Reconfigurable Transmitter Coil Structure for Highly Efficient and Misalignment-insensitive Wireless Power Transfer Systems in Megahertz Range
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作者 Lihao Wu Bo Zhang 《Chinese Journal of Electrical Engineering》 CSCD 2019年第2期56-62,共7页
The structural optimization of coils is a key issue in wireless power transfer(WPT)applications owing to size limitations.In this study,a novel planar-spiral transmitter coil(TX-coil)with an outer-tight and inner-spar... The structural optimization of coils is a key issue in wireless power transfer(WPT)applications owing to size limitations.In this study,a novel planar-spiral transmitter coil(TX-coil)with an outer-tight and inner-sparse configuration is proposed to achieve a high quality factor(Q-factor)and uniform magnetic field,which ensures high efficiency and improves the misalignment tolerance for several-megahertz WPT systems.Furthermore,a closed-form expression for the Q-factor is provided and analyzed for coil optimization.By using this method,a TX-coil with an outer diameter of 100 mm and a wire diameter of 1.5 mm is designed and tested at 1 MHz.Finite element method simulations and experimental results demonstrate that the Q-factor is increased by about 8%in comparison with evenly spaced planar spiral coils,which is achieved while ensuring a relatively uniform magnetic field. 展开更多
关键词 high quality factor planar spiral coil structure optimization uniform magnetic field wireless power transfer
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新型无线电能传输三维耦合机构的设计与优化
3
作者 李阳 娄志刚 +2 位作者 胡涛成 张博扬 安张磊 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期75-82,共8页
为了进一步提高无线电能传输系统(WPT)的空间自由度,提出了一种新型类半球体状发射机构,从理论角度出发,利用互感叠加原理与等效电路模型分析了三维无线电能传输系统的特性;建立阵列式三维电能传输系统仿真模型,分析不同控制方式下的磁... 为了进一步提高无线电能传输系统(WPT)的空间自由度,提出了一种新型类半球体状发射机构,从理论角度出发,利用互感叠加原理与等效电路模型分析了三维无线电能传输系统的特性;建立阵列式三维电能传输系统仿真模型,分析不同控制方式下的磁场分布规律,分别从距离特性与磁场分布研究系统传输性能,并搭建了无线电能三维传输实验系统,对该发射机构的传输性能进行验证。结果表明:新型结构最远可在400 mm处实现效率为19.2%的能量传输;在相同距离下,处于同一水平面的负载线圈在各方向接收功率最大效率偏差仅为8%,具有高均匀度磁场;该新型三维耦合机构具有空间高自由度、无方向性等良好的传输性能。 展开更多
关键词 无线电能传输(WPT) 三维发射线圈 空间高自由度 传输特性
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基于耦合谐振及新型空间全向耦合机构的无线电能传输系统
4
作者 陈威 董振宇 +1 位作者 陈冲 李智 《电器与能效管理技术》 2024年第7期19-27,共9页
针对传统无线电能传输系统中发射机构和接收机构相对位置发生偏移时,传输功率和效率急剧下降的问题,提出了一种基于耦合谐振及新型空间全向耦合机构的无线电能传输系统。首先通过有限元仿真分析发射机构的磁场分布特性,设计了适应其磁... 针对传统无线电能传输系统中发射机构和接收机构相对位置发生偏移时,传输功率和效率急剧下降的问题,提出了一种基于耦合谐振及新型空间全向耦合机构的无线电能传输系统。首先通过有限元仿真分析发射机构的磁场分布特性,设计了适应其磁场分布的接收机构;然后基于串串谐振补偿结构建立系统数学模型,分析系统传输特性;在此基础上提出了最优输出方式选择方法和传输特性优化方法。最后,通过试验验证了所提系统多自由度传输能量的可行性和有效性。试验结果表明,接收机构在多角度情况下的输出功率维持在35 W以上,传输效率稳定在60%~75%。 展开更多
关键词 无线电能传输 耦合谐振 多自由度 最优输出方式选择
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基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输
5
作者 常雨芳 尹帅帅 +1 位作者 黄文聪 李飞 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期127-131,共5页
针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化... 针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化电机线圈损耗率,实现多自由度电机无线电能传输优化。实验结果表明,应用该方法后,多自由度电机的电能输出功率达到了893 W,传输效率提升了0.10以上,提高了电能输出功率和传输效率,方法有效,具备可行性。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 多自由度电机 无线电能传输 阻抗匹配 最佳负载阻抗 混沌算法 反射系数 线圈损耗
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多逆变器模块并联驱动的大功率无线电能传输系统研究
6
作者 朱傲 周洪 陈晶 《电测与仪表》 北大核心 2024年第8期195-202,共8页
针对传统单个逆变器驱动的无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统输出功率有限的问题,提出了一种多逆变器模块并联驱动的大功率WPT系统,并对多逆变器模块并联的拓扑结构和各模块间的环流进行了分析。为了解决逆变器并联时产生... 针对传统单个逆变器驱动的无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统输出功率有限的问题,提出了一种多逆变器模块并联驱动的大功率WPT系统,并对多逆变器模块并联的拓扑结构和各模块间的环流进行了分析。为了解决逆变器并联时产生的环流问题,提出了基于主从策略的相位同步控制方法,通过从逆变器输出电压和发送端电流相位差同步于主逆变器输出电压和发送端电流相位差实现逆变器模块间的相位差补偿。研制了三个逆变器模块并联驱动的WPT系统样机,实验结果表明,在500 V直流输入时,负载端获得功率约为20 kW,传输效率达94%,且各逆变器输出电压相位实现同步,证明了相位同步控制方法的有效性。 展开更多
关键词 无线电能传输 逆变器模块并联 大功率 相位同步
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基于三级式可扩展多模块并联架构的低压大电流高距径比无线电能传输系统
7
作者 沈豪杰 刘福鑫 +1 位作者 陈旭玲 金科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1144-1152,I0024,共10页
在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并... 在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并联系统建模并分析其传输特性。为提升系统效率,对比3种输出级结构及其控制策略并遴选出一种最优拓扑。进一步地,提出线圈级具体参数设计方法以减小电压电流应力并实现输入级软开关。最后搭建一台距径比为1(30 cm/30 cm)的1 kW原理样机验证理论分析,对比3种不同输出级拓扑的性能。实验结果表明,系统最高效率可达75.2%。 展开更多
关键词 磁谐振式无线电能传输 多模块并联 高距径比 低压 大电流
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基于YBCO高温超导线圈的新型无线供电悬浮系统电能传输特性研究
8
作者 郑智强 翁廷坤 +3 位作者 李卓 申刘飞 黄守道 翟雨佳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期5278-5288,共11页
近年来,以氧化钇钡铜(YBCO)为代表的第二代高温超涂层导体以其在20~77K温区下极高的载流能力以及优越的力学性能和电磁性能,被广泛应用于电力、医疗、交通、军事、能源等领域。该文设计并构造了一种基于YBCO高温超导线圈的小型充电悬浮... 近年来,以氧化钇钡铜(YBCO)为代表的第二代高温超涂层导体以其在20~77K温区下极高的载流能力以及优越的力学性能和电磁性能,被广泛应用于电力、医疗、交通、军事、能源等领域。该文设计并构造了一种基于YBCO高温超导线圈的小型充电悬浮系统,该系统可以同时实现无线充电和自稳定悬浮功能,可应用于为小型物体无线供电悬浮展示。通过理论推导和有限元仿真分析发现,将低电阻、高载流密度的高温超导线圈引入无线充电系统中,可使系统的输出功率和输出效率都有显著的提高,最大分别提高了3倍和2.6倍,在低频段提升效果尤为明显。此外,实验表明该系统在10 mm悬浮高度范围内可以保持稳定悬浮和负载电压的高效输出,解决了现有电磁悬浮和电动悬浮技术中需要设计特定磁路结构和安装内置电池或电源而导致装置复杂及持续供电时间较短等问题,为超导无线电能传输技术的应用开辟了新方向。 展开更多
关键词 高温超导线圈 无线电能传输 有限元仿真 传输性能 超导磁悬浮
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一种大动态范围的X波段整流电路设计
9
作者 程小军 陈星 《电子测试》 2024年第1期12-15,共4页
设计了一种大动态范围的10 GHz微带整流电路,电路采用MACOM公司生产的GaAs肖特基二极管MA4E1317。通过在二极管前串联一段微带线,使得二极管输入阻抗随输入功率变化的趋势变缓,并且在输入端口处加入阶梯式阻抗变换线来获得更多功率点的... 设计了一种大动态范围的10 GHz微带整流电路,电路采用MACOM公司生产的GaAs肖特基二极管MA4E1317。通过在二极管前串联一段微带线,使得二极管输入阻抗随输入功率变化的趋势变缓,并且在输入端口处加入阶梯式阻抗变换线来获得更多功率点的匹配,从而实现大功率动态范围。测试表明,在频率10 GHz、负载600Ω和输入功率17 dBm的情况下,整流效率为76.5%,50%以上整流效率对应的输入功率动态范围达到14 dB(6~20 dBm)。如此大动态范围高效率整流性能使该整流电路在移动目标微波无线能量传输领域有广阔应用前景。 展开更多
关键词 无线传能 整流电路 高效率 大动态范围
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基于正四面体的无线电能传输系统多自由度电能拾取机构 被引量:28
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作者 戴欣 李璐 +2 位作者 余细雨 李艳玲 孙跃 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期6460-6467,6612,共8页
传统无线电能传输系统对拾取结构的方向性较为敏感,拾取机构角度变化将会较大地影响系统功率传输特性。针对无线电能传输系统三维空间内多自由度拾取问题,该文提出一种基于正四面体的电能拾取机构,给出拾取电感摆放位置及连接方式,完成... 传统无线电能传输系统对拾取结构的方向性较为敏感,拾取机构角度变化将会较大地影响系统功率传输特性。针对无线电能传输系统三维空间内多自由度拾取问题,该文提出一种基于正四面体的电能拾取机构,给出拾取电感摆放位置及连接方式,完成拾取机构磁通分析,提出拾取机构在空间内旋转时不同绕线方式的互感计算方法,设计拾取线圈的最优绕线方案,通过Maxwell有限元仿真获得拾取线圈间的相互耦合关系。实验结果表明:当耦合机构以任意角度旋转时,系统多自由度运行的效率维持在60%,负载功率维持在30W。此种类型的拾取机构不仅能提升系统的多自由度拾取能力,还可以保持输出的稳定性,减小系统对输出控制环节的依赖,减小拾取装置体积。 展开更多
关键词 无线电能传输 正四面体 多自由度 最优绕线方案
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应用于无线电能传输的Litz线平面矩形螺旋线圈高频电阻计算 被引量:15
11
作者 邓其军 刘姜涛 +2 位作者 陈诚 蒋燕 周洪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期176-185,共10页
在外部磁场的影响下,导线中的高频电流呈不均匀分布,致使其导电面积远小于横截面积,从而引起额外的电阻,称之为高频电阻。高频电阻中的感生电阻与磁场的平方呈正比。应用毕奥-萨伐定律对Litz线平面矩形螺旋线圈中的磁场进行分析,以计算... 在外部磁场的影响下,导线中的高频电流呈不均匀分布,致使其导电面积远小于横截面积,从而引起额外的电阻,称之为高频电阻。高频电阻中的感生电阻与磁场的平方呈正比。应用毕奥-萨伐定律对Litz线平面矩形螺旋线圈中的磁场进行分析,以计算线圈中的高频电阻,进而分析其最大品质因数及最优运行频率。对几个线圈原型的测量表明,该分析方法较好地预测了线圈在不同频率下的电阻及最优运行频率。使用两个外边长460 mm×208 mm、内边长312 mm×64 mm的矩形线圈所制作的无线能量传输系统,距离500 mm时,在稍低于预测的最优频率时获得的最大DC-DC效率为58.7%,接收端功率为50 W。 展开更多
关键词 邻近效应 高频电阻 毕奥-萨伐定律 Litz线 无线电能传输
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基于E类放大器的中距离无线能量传输系统 被引量:18
12
作者 李均锋 廖承林 王丽芳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期7-11,共5页
采用E类放大器设计大功率中距离无线能量传输系统,具有成本低、调试简单、高效等优点。针对大功率E类放大器导通角、LC滤波电路参数和阻抗匹配电路等设计问题进行详细分析,提出大功率E类放大器设计方法。建立四线圈两两耦合磁谐振无线... 采用E类放大器设计大功率中距离无线能量传输系统,具有成本低、调试简单、高效等优点。针对大功率E类放大器导通角、LC滤波电路参数和阻抗匹配电路等设计问题进行详细分析,提出大功率E类放大器设计方法。建立四线圈两两耦合磁谐振无线能量传输系统等效电路模型,提出无线能量传输环节等效输入阻抗的计算方法。最后,以开关管损耗最低为目标,器件耐压、输入电压等限制条件为约束,设计并成功搭建无线能量传输系统,传输功率3kW,传输距离22cm,系统效率85%,对无线能量传输系统中大功率E类放大器设计方法进行验证。 展开更多
关键词 无线能量传输 E类功率放大器 大功率 中距离
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基于端口阻抗的磁耦合谐振式无线电能传输特征参数仿真方法研究 被引量:13
13
作者 毛世通 朱春波 +2 位作者 宋凯 魏国 迟浩坤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期95-102,共8页
以单个自谐振线圈等效模型的端口阻抗及耦合线圈之间二端口网络的等效模型为出发点,利用高频有限元仿真软件,结合无线电能传输技术自身的特点,提出分布参数谐振线圈仿真分析以及关键参数的提取方法,通过实验对比验证仿真方法的合理性。... 以单个自谐振线圈等效模型的端口阻抗及耦合线圈之间二端口网络的等效模型为出发点,利用高频有限元仿真软件,结合无线电能传输技术自身的特点,提出分布参数谐振线圈仿真分析以及关键参数的提取方法,通过实验对比验证仿真方法的合理性。另外根据耦合线圈频域阻抗分裂的特点提出耦合系数的计算方法,为进一步分析分布式参数线圈对无线电能传输性能影响的研究提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合谐振 高频有限元仿真 线圈参数提取
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基于互质因子分解的感应电能传输系统双自由度H_∞控制 被引量:5
14
作者 李砚玲 杜浩 +1 位作者 杨鸣凯 何正友 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期4746-4755,共10页
在感应电能传输(IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能及稳定性要求。首先,基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析系统的开环特性及参数扰动输出特性;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面零点的SP-... 在感应电能传输(IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能及稳定性要求。首先,基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析系统的开环特性及参数扰动输出特性;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面零点的SP-IPT系统摄动模型进行描述;在此基础上,选择并定义双自由度H_∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H_∞鲁棒控制器进行仿真分析与实验验证。结果表明,在双自由度H_∞鲁棒控制作用下,虽然闭环摄动系统的动态响应特性可能会偏离期望指标,但却能有效抑制互感及负载摄动对预设参考输入稳态跟踪特性的影响,满足系统鲁棒稳定性要求。 展开更多
关键词 感应电能传输 互感摄动 互质因子分解 鲁棒控制 双自由度
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线圈高频损耗解析算法改进及在无线电能传输磁系统设计的应用 被引量:18
15
作者 黄晓生 陈为 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期62-70,共9页
圆导体环形线圈在磁耦合谐振式无线电能传输系统中应用广泛,线圈高频损耗对磁耦合系统的分析设计和效率至关重要。针对目前解析计算方法在计算邻近效应损耗时的不足以及有限元仿真的局限性,本文以螺旋型线圈为例,深入分析了圆导体线圈... 圆导体环形线圈在磁耦合谐振式无线电能传输系统中应用广泛,线圈高频损耗对磁耦合系统的分析设计和效率至关重要。针对目前解析计算方法在计算邻近效应损耗时的不足以及有限元仿真的局限性,本文以螺旋型线圈为例,深入分析了圆导体线圈的趋肤效应与邻近效应,提出了多匝圆导体线圈高频损耗的通用解析计算方法。该方法适用于任意形状(如螺旋型、涡状)的漆包线以及多股绞线线圈,比目前其他解析计算方法具有更高的精度和适用范围,且计算速度快。本文进一步将该方法应用于线圈Q值的优化,并通过实测验证了所提出的解析计算方法的计算高效性和模型准确性。 展开更多
关键词 无线电能传输 线圈 高频损耗 邻近效应 品质因数
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长距离输电线路并联电抗器布置对功率传输的影响 被引量:15
16
作者 顾生杰 党建武 +1 位作者 田铭兴 尹健宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3612-3617,共6页
为了研究长距离交流输电线路上并联电抗器布置对功率传输的影响,基于长距离超、特高压输电线路分布参数等效电路及二端口模型,分析了传输线路的最大传输功率及最大传输效率,推导了串补条件下两种并联电抗器布置方案的级联传输矩阵。采用... 为了研究长距离交流输电线路上并联电抗器布置对功率传输的影响,基于长距离超、特高压输电线路分布参数等效电路及二端口模型,分析了传输线路的最大传输功率及最大传输效率,推导了串补条件下两种并联电抗器布置方案的级联传输矩阵。采用500 k V、1 100 k V线路典型参数,针对并联电抗器布置对最大传输功率与最大传输效率的影响进行数值模拟分析。研究结果表明并联电抗器位置在发送端与中点串补电容之间或者接收端与中点串补电容之间变化时,最大传输功率与最大传输效率均随其位置变化而发生变化。同时,并联电抗器补偿度也会影响功率传输,随着并联电抗器补偿度的增加最大传输功率及最大传输效率均会降低。 展开更多
关键词 超/特高压线路 并联电抗器 最大传输功率 最大传输效率 补偿度 布置方案
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基于FPGA的新型非对称双极脉冲磁控溅射电源的研究 被引量:2
17
作者 陈桂涛 孙天乐 +1 位作者 孙强 钟彦儒 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第2期216-220,共5页
研究了基于FPGA的非对称双极脉冲电源,解决了磁控溅射工艺中遇到的共性问题,同时获得了优异的膜层性能和更宽的工艺范围。可以根据磁控溅射电源工艺需求对双向脉冲参数包括脉冲幅值、频率、占空比,以及正负向个数和正向脉冲与负向脉冲... 研究了基于FPGA的非对称双极脉冲电源,解决了磁控溅射工艺中遇到的共性问题,同时获得了优异的膜层性能和更宽的工艺范围。可以根据磁控溅射电源工艺需求对双向脉冲参数包括脉冲幅值、频率、占空比,以及正负向个数和正向脉冲与负向脉冲之间的换向时间等自由调节。最后设计了一个6 kW/100 kHz样机,前级采用两个独立的DC/DC变换器作为直流源,后级为一个非对称脉冲发生器。采用Altera公司的FPGA(EP3C25Q240C8)作为数字处理器实现了电源的数字控制,同时对后级脉冲变换环节实现高自由度控制,通过实验结果分析进一步验证了设计的可行性。 展开更多
关键词 脉冲电源 非对称 磁控溅射 高自由度
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一种高功率密度的二自由度电磁执行器 被引量:3
18
作者 常思勤 李波 林树森 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期56-61,共6页
针对高效节能的科技发展趋势,提出一种具有直驱特性和高功率密度的二自由度电磁执行器(two degree of freedom electromagnetic actuator,2-DOF EMA)。2-DOF EMA集直动与转动功能于一体,提高了系统结构的紧凑性;系统取消了运动转换装置... 针对高效节能的科技发展趋势,提出一种具有直驱特性和高功率密度的二自由度电磁执行器(two degree of freedom electromagnetic actuator,2-DOF EMA)。2-DOF EMA集直动与转动功能于一体,提高了系统结构的紧凑性;系统取消了运动转换装置,将电能直接转化为运动所需的机械能,从而提高其传动效率。在完成整体结构设计与三维建模的基础上,介绍了2-DOF EMA的工作原理并建立其系统数学模型,进而完成2-DOF EMA工作特性的仿真研究与台架测试工作。结果表明,2-DOF EMA的最大驱动力超过1 200 N,直线运动20 mm仅需14.7 ms;驱动转矩可达2.5 N·m,转过22°角位移需要的时间为13.5 ms,且仍有进一步提高的余地。 展开更多
关键词 二自由度电磁执行器 高效节能 直驱 高功率密度 工作特性
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高压电气设备在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电 被引量:5
19
作者 毛行奎 黄起升 +2 位作者 兰石发 林茂 卢文成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3718-3725,共8页
无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气... 无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气设备开关柜为应用场合,确定了磁谐振非接触电源关键参数,然后采用电路互感模型研究了引入效率系数kQ作为非接触电源磁谐振线圈的设计目标参数,在此基础上采用基于电磁场有限元仿真的方法优化设计了磁谐振线圈。在样机测试实验时,采用分别施加高电压大电流和开关柜多金属这2种环境来模拟非接触电源的实际工作环境。样机实验和运行结果表明:磁谐振非接触电源额定输出功率为0.5 W、电压为3.3 V,最大传输效率为32%,在最高工作环境电压为20 kV、电流为1 kA的实验中,以及金属部件多、工作环境恶劣的开关柜中有良好适应性。研究表明:磁谐振非接触电源不仅安装比较方便,而且可以给安装在高压侧的无线传感器提供稳定充足的电能;为提高电能传输效率,应尽可能提高效率系数kQ。 展开更多
关键词 高压电气设备 在线监测 无线传感器 非接触电能传输 磁谐振 非接触电源
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感应电能传输系统分段供电的双自由度鲁棒控制 被引量:4
20
作者 李砚玲 杨鸣凯 杜浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期62-72,共11页
感应电能传输(IPT)系统在采用分段供电模式时,由于跨区段处励磁磁场强度分布不均,总会引起负载端拾取功率波动,影响系统稳定性及性能。针对IPT系统跨区段供电的输出稳定问题,以LCL谐振电路并联的IPT系统为研究对象,设计一种基于双自由... 感应电能传输(IPT)系统在采用分段供电模式时,由于跨区段处励磁磁场强度分布不均,总会引起负载端拾取功率波动,影响系统稳定性及性能。针对IPT系统跨区段供电的输出稳定问题,以LCL谐振电路并联的IPT系统为研究对象,设计一种基于双自由度鲁棒控制的恒压输出策略。借助广义状态空间平均建模方法,结合跨区段处的互感扰动规律,建立参数不确定性模型;基于广义混合灵敏度指标,通过改变输出加权函数增益,得到快速抑制互感扰动影响的H∞鲁棒控制器;在此基础上,推导并设计出用于修正参考输入的前置滤波器;实验结果表明,双自由度鲁棒控制不仅对跨区段互感扰动影响具有较好抑制作用,且能明显改善对参考输入的跟踪响应性能。 展开更多
关键词 感应电能传输 互感不确定性 广义状态空间平均 鲁棒控制 双自由度
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