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题名磁耦合无线电能传输系统频率稳定性研究
被引量：3
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作者
张莲
经廷伟
张路
李梦天
杨凯
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机构
重庆理工大学电气与电子工程学院
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第3期95-100,共6页
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基金
重庆市教委科学技术研究项目(KJQN201801142)。
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文摘
针对磁耦合无线电能传输系统自然振荡频率易受电路参数影响而出现频率分叉现象的问题,利用磁耦合无线电能传输系统等效电路模型,推导出使系统保持频率稳定性的负载电阻及传输距离范围,进一步得出了系统频率稳定性不受传输距离影响的负载电阻范围,在该范围内系统始终保持频率恒定,自然振荡频率不受传输距离影响;通过仿真和实验对理论分析进行了验证。结果表明:负载电阻及传输距离的增大均会在一定程度上降低系统输出功率及传输效率,因此在使系统保持频率稳定性的前提下,应考虑输出功率及传输效率的要求,选择合适的负载电阻和传输距离,防止系统输出功率及传输效率过低。
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关键词
磁耦合无线电能传输
频率稳定性
谐振频率
输出功率
传输效率
传输距离
负载电阻
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Keywords
magnetic coupling wireless power transfer
frequency stability
resonance frequency
output power
transfer efficiency
transfer distance
load resistance
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分类号
TD60
[矿业工程—矿山机电]
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题名井下磁耦合无线电能传输系统的全谐振特性分析
被引量：2
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作者
张莲
杨洪杰
经廷伟
李涛
张路
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机构
重庆理工大学电气与电子工程学院
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第2期83-92,共10页
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基金
重庆市教委科学技术研究项目(KJQN201801142,KJQN202001144)
重庆市技术创新与应用发展专项面上项目(cstc2019jscx-msxmX0003)。
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文摘
在井下应用磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统供电时,如果系统参数配置不当会引起系统输入阻抗呈非纯阻性,从而造成系统失谐,影响井下电力设备的供电效率。MC-WPT系统二次侧采用串联补偿(S)时易于实现谐振,但在二次侧采用并联补偿(P)时,现有研究都是在系统仅一次侧谐振、二次侧未谐振导致系统未全谐振的基础上进行的。针对上述问题,提出了一种MC-WPT系统的全谐振补偿方式。以SP型、PP型、LCC-P型和LCL-P型补偿拓扑作为二次侧并联MC-WPT系统研究对象,利用阻抗分析法得到系统处于全谐振状态的参数约束关系,并采用Matlab/Simulink对传统补偿方式和全谐振补偿方式进行仿真对比,结果表明:全谐振补偿方式下的SP型、PP型、LCL-P型补偿拓扑输出功率大于传统补偿方式下的输出功率,LCC-P型补偿拓扑输出功率小于传统补偿方式下的输出功率;在全谐振补偿方式下,SP型与PP型拓扑效率与传统补偿方式下的效率相差不大,LCC-P型拓扑效率远高于传统补偿方式下的效率,LCL-P型拓扑效率略低于传统补偿方式下的效率;全谐振模式下系统无需提供无功功率,视在功率等于给定的输出功率;全谐振补偿方式下SP型拓扑更适合应用于煤矿井下,不受互感变化影响,但受电阻负载影响较大。针对全谐振补偿方式下SP型MC-WPT系统谐振频率受电阻负载影响及电阻负载具有下限值的问题,利用DC-DC变换器,将阻抗匹配与有源功率因数校正相结合,实现系统整流桥输入侧等效阻抗始终等于预设谐振频率对应电阻值,同时保证系统整流桥输入电流与电压同相位,降低DC-DC变换器的引入对系统阻抗的影响。以SP型MC-WPT系统为实验对象进行验证,结果表明:SP型MC-WPT系统在全谐振补偿优化方式下能脱离电阻负载的束缚,系统不受互感影响及负载变化影响,稳定在全谐振模式下,提高了输出功率与输出效率。
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关键词
井下磁耦合无线电能传输
全谐振
阻抗匹配
二次侧并联补偿
全谐振补偿方式
四开关Buck-Boost变换器
SP型MC-WPT系统
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Keywords
underground magnetic coupling wireless power transfer
full resonance
impedance matching
secondary side parallel compensation
full resonance compensation method
four-switch Buck-Boost converter
SP type MC-WPT system
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分类号
TD60
[矿业工程—矿山机电]
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