信号与能量极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输系统 被引量：1

1

作者 苏玉刚 邓晨琳 +2 位作者 胡宏晟 邓仁为 李雨蒙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7762-7771,I0023,共11页

为了提升共享部分能量通道式的电能与信号并行传输系统在传输极板面积受限的应用场合中的能量传输性能,并实现信号双向高速传输,提出一种信号传输极板与能量传输极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输(electric-field coupled wireles... 为了提升共享部分能量通道式的电能与信号并行传输系统在传输极板面积受限的应用场合中的能量传输性能,并实现信号双向高速传输,提出一种信号传输极板与能量传输极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)系统,给出系统拓扑及串扰抑制方法。基于交流阻抗分析法及香农第二定理,建立电能串扰增益、信号传输增益、信号最大传输速率及电能传输增益的数学模型,分析交叉耦合电容对电能串扰增益及信号传输的影响;以降低交叉耦合电容对信号传输增益及信号最大传输速率的影响为目标,给出层叠方式下EC-WPT系统信号传输极板面积及信号支路参数的设计方法。仿真与实验验证了所提出的系统及给出的方法能在较大传输功率下实现系统的信号双向高速传输。所搭建的实验装置实现了在系统输出功率达到520.2 W时,信号正向传输速度为18.64 Mbit/s和信号反向传输速度为19.36 Mbit/s。 展开更多

关键词 磁场耦合式无线电能传输 信号双向传输 电能串扰 参数设计

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电场耦合式无线电能传输技术的发展现状 被引量：20

2

作者 于宙 肖文勋 +1 位作者 张波 丘东元 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1051-1069,共19页

电场耦合式无线电能传输(ECPT)是一种通过金属极板之间的耦合电容实现能量无线传输的技术,以其良好的传能特性、不产生涡流、成本低、损耗低等优点获得了广泛的关注,成为当下无线电能传输研究的一个热点。该文首先介绍ECPT技术的发展历... 电场耦合式无线电能传输(ECPT)是一种通过金属极板之间的耦合电容实现能量无线传输的技术,以其良好的传能特性、不产生涡流、成本低、损耗低等优点获得了广泛的关注,成为当下无线电能传输研究的一个热点。该文首先介绍ECPT技术的发展历程和基本原理;然后对近年来国内外ECPT技术的研究成果进行分析和系统综述,具体论述ECPT的耦合机构、电路结构、系统控制、电磁安全、电场与磁场混合耦合等方面的各种技术的特性、改进过程、适用场合和存在的问题,并总结了适用于不同应用场景的ECPT技术;最后对未来研究方向进行展望。 展开更多

关键词 无线电能传输电场 耦合式无线电能传输 耦合 机构补偿网络 电磁安全

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双边LCC感应耦合式无线电能传输系统的稳定性分析与效率优化设计 被引量：13

3

作者 蔡进 吴旭升 +2 位作者 胡风革 孙盼 孙军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期355-362,共8页

双边LCC感应耦合式无线电能传输系统的软开关特性易受系统参数扰动影响。为提高系统零电压软开关的稳定性,该文推导系统等效输入阻抗角模型和效率模型,对系统多拓扑参数进行扰动分析,并研究负载变化对系统等效输入阻抗角和效率的影响,... 双边LCC感应耦合式无线电能传输系统的软开关特性易受系统参数扰动影响。为提高系统零电压软开关的稳定性,该文推导系统等效输入阻抗角模型和效率模型,对系统多拓扑参数进行扰动分析,并研究负载变化对系统等效输入阻抗角和效率的影响,给出关键参数配置方法。搭建一台工作频率为86kHz、输出功率2kW、传输距离15cm的实验样机验证了理论分析的正确性。仿真和实验结果表明,该方法具有较好的负载适应性。 展开更多

关键词 感应耦合式无线电能传输 双边LCC结构 稳定性分析 参数优化

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N阶双侧LC补偿的电场耦合式无线电能传输系统 被引量：1

4

作者 熊乔 邵英 +1 位作者 孙盼 孙军 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期22-27,34,共7页

补偿网络在电场耦合式无线电能传输系统中起着抬升极板间电压、补偿系统无功功率、设定系统增益等至关重要的作用,是近年来近场耦合无线电能传输研究领域的重点研究方向之一。但是,目前的相关文献普遍采用直接分析阻抗或者增益的方法对... 补偿网络在电场耦合式无线电能传输系统中起着抬升极板间电压、补偿系统无功功率、设定系统增益等至关重要的作用,是近年来近场耦合无线电能传输研究领域的重点研究方向之一。但是,目前的相关文献普遍采用直接分析阻抗或者增益的方法对补偿网络的特性进行分析研究,这类方法的通用性、适应性和直观性均比较差。针对该问题,提出了一种基于戴维宁电源等效和模块化思想的方法,对一系列具有N阶双侧LC补偿结构的复杂高阶电场耦合式无线电能传输系统进行建模与分析。仿真结果表明:该方法正确可行,能够非常方便且直观地对系统的恒定输出条件、增益、输入-输出阻抗特性以及系统效率等进行分析。 展开更多

关键词 电场耦合式无线电能传输 戴维宁等效 双侧LC补偿

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具有恒压输出特性的电场耦合式动态无线电能传输技术 被引量：8

5

作者 唐丁源 周玮 +2 位作者 黄亮 麦瑞坤 何正友 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期5385-5397,共13页

电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)技术具有耦合机构轻、涡流损耗小和抗偏移性强等优势,这些优势很好地契合了动态无线电能传输系统的需求。但是,耦合参数和负载电阻的时变性会对EC-WPT系统的输出电压平稳性产生影响。因此,该文提出一种... 电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)技术具有耦合机构轻、涡流损耗小和抗偏移性强等优势,这些优势很好地契合了动态无线电能传输系统的需求。但是,耦合参数和负载电阻的时变性会对EC-WPT系统的输出电压平稳性产生影响。因此,该文提出一种具有变负载与过分段恒压输出特性的动态EC-WPT系统。基于反混合G参数建立多端口电场耦合机构数学模型和等效电路,在此模型上提出兼具极板恒压与输出恒压特性的高阶补偿网络,并分析发射端同侧耦合对系统谐振的影响。理论分析表明,所设计的动态EC-WPT系统兼具变负载和过分段输出电压平稳的特性,同时论证了同侧耦合对系统谐振的影响为感性。实验结果显示,当直流侧负载从100Ω切换到30Ω时,系统输出电压变化率最大为11.58%,变负载电压基本恒定。30Ω负载下系统动态经过供电分段时输出电压跌落最大为2.33%,100Ω负载下系统动态经过供电分段时则为2.06%,过供电分段输出电压基本保持恒定。 展开更多

关键词 动态无线电能传输 电场耦合式无线电能传输 变负载 过分段 恒压输出

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基于FPGA的磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制 被引量：37

6

作者 刘帼巾 李义鑫 +2 位作者 崔玉龙 黄凯 边鑫磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第14期3185-3193,共9页

磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出... 磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出基于自适应PI控制的可变模全数字锁相环的频率跟踪控制方法;建立基于PI控制的全数字锁相环的数学模型,分析PI控制参数对系统性能的影响;设计出一种对全数字锁相环的PI控制参数进行自适应调节且兼顾跟踪控制的速度和精度的自适应控制器;利用FPGA实现所提出的全数字锁相环;仿真结果表明,该全数字锁相环能够较好地实现相位和频率的跟踪功能;最后,在实验样机上进行验证,结果表明该方法可以在谐振频率变化时完成对频率的快速跟踪,使系统工作在谐振状态。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 谐振失谐 频率跟踪 全数字锁相环 自适应PI 控制

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应用于磁耦合谐振式无线电能传输系统的高效率E类逆变电源设计方法 被引量：8

7

作者 李应智 魏业文 +2 位作者 王琦婷 黄悦华 程江洲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期219-225,共7页

ZVS型E类逆变器被认为是工作效率最高的功率放大器,被广泛用作磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的驱动电源,此系统的效率不仅仅在于电能依托线圈载体无线传输的效率,还在于逆变电源的工作效率。本文通过对ZVS型E类逆变器建模分析... ZVS型E类逆变器被认为是工作效率最高的功率放大器,被广泛用作磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的驱动电源,此系统的效率不仅仅在于电能依托线圈载体无线传输的效率,还在于逆变电源的工作效率。本文通过对ZVS型E类逆变器建模分析,得出其额定最佳工作状态下的输出功率与设计参数、负载间的关系;采用电路互感理论构建E类逆变器驱动的四线圈结构MCR-WPT系统的等效模型,并以驱动电源的额定最佳工作状态为优化目标进行负载匹配,给出电源适应于负载的高效率MCR-WPT系统设计方法。最后通过实验证明了这种方法能够实现发射端逆变电源与接收端负载的高度匹配,系统的输出功率得以显著提升。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 E类逆变器 额定最佳工作状态 负载匹配

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磁耦合谐振式无线电能传输系统的阻抗匹配方法研究 被引量：8

8

作者 元士强 崔玉龙 +2 位作者 王景芹 范好亮 樊亚超 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期81-86,共6页

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关... 针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关于匹配电感和匹配电容的参数表达式,在阻抗失配的情况下通过调节归一化电阻变量即可控制匹配网络参数,从而实现系统的阻抗匹配。仿真和实验结果表明,该匹配方法网络结构简单,避免了复杂的计算过程;相同条件下,匹配后的系统输出功率相较匹配前得到了明显提高,且可有效抑制系统的频率分裂。 展开更多

关键词 矿井 磁耦合谐振式无线电能传输 阻抗匹配网络 匹配电感 匹配电容 SMITH圆图 归一化电阻

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磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究 被引量：5

9

作者 孙翔宇 龚立娇 +1 位作者 李宏伟 靳郑伟 《工矿自动化》 北大核心 2020年第4期54-59,共6页

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及... 针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及线圈线径、匝数与互感的关系;借助COMSOL有限元仿真软件建立线圈三维模型,并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证.研究结果表明:通过增大收发线圈线径和匝数,可以提高系统输出功率和传输效率,但与线圈线径相比,线圈匝数对传输效率的影响更为明显,而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值;随着负载电阻不断增大,系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势,证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值,但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同,即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻. 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 输出功率 传输效率 线圈线径 线圈匝数 负载电阻

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基于磁耦合谐振式海下无线电能与信息共享耦合线圈分时传输方法 被引量：2

10

作者 张杰 赵航 +3 位作者 许知博 周磊 杨磊 张元启 《电源学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期74-83,共10页

磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传... 磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传输。在一个开关周期中,电能在前半个开关周期传输,数据在后半个开关周期传送。数据通过频移键控FSK(frequency-shift keying)调制方法进行调制,功率传输的频率设置为285.02 kHz。采用二进制频移键控2FSK(binary frequency-shift keying)调制方法,2个信号载波的频率分别设置为1 MHz和2 MHz。水槽实验平台采用35%盐水模拟海水环境。仿真和实验结果很好地验证了理论分析和计算,证实了电能和信息共享通道进行无线传输的系统对海下电气设备进行供电和数据传输的可行性。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 频移键控 共享通道 分时传输

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磁耦合谐振式无线电能传输系统四线圈结构研究 被引量：3

11

作者 冯柳 赫佳峦 《工矿自动化》 北大核心 2019年第5期73-78,共6页

针对传统的四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈位置相对固定、不得随意改变,从而导致使用局限性的问题,提出了一种新型的四线圈结构:电源线圈、负载线圈分别与集总电容相连接,形成电源谐振回路和负载谐振回路,电源线圈可与发... 针对传统的四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈位置相对固定、不得随意改变,从而导致使用局限性的问题,提出了一种新型的四线圈结构:电源线圈、负载线圈分别与集总电容相连接,形成电源谐振回路和负载谐振回路,电源线圈可与发射线圈产生磁谐振,负载线圈可与接收线圈产生磁谐振,同时可以改变4个线圈的相对位置,适当调整4个线圈之间距离。该结构不仅可增加无线电能的传输距离,还可改善频率分裂,使系统输出功率和传输效率最大。仿真与实验分析了4个线圈之间的不同耦合系数组合对系统传输效率和输出功率的影响,结果表明,电源线圈与发射线圈之间的耦合系数越大,系统的传输效率越高,随着耦合系数的增大,传输效率先增大后减小;输出功率和传输效率随着负载线圈和接收线圈之间的传输距离的增加而明显减小,针对不同的传输距离,调整负载线圈和接收线圈之间的距离,可使系统获得同一负载下的最大传输效率及输出功率。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 四线圈结构 耦合系数 频率分裂 传输效率 输出功率

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基于电场耦合的电能信号并行传输系统串扰抑制方法 被引量：6

12

作者 苏玉刚 邓晨琳 +3 位作者 胡宏晟 孙跃 李雨蒙 邓仁为 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1613-1626,共14页

针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波... 针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波电路参数变化对电能串扰增益的影响;基于交流阻抗法及香农定理分别给出了信号传输增益及信道容量表达式,分析了信号支路参数对信道容量的影响;在综合考虑信号传输增益、信道容量及阻波电路参数敏感性的情况下,给出系统信号支路参数的设计方法。该方法能保证系统在较大功率下降低电能串扰,保障信号稳定传输,实现信号的双向高速传输。通过仿真与实验验证了所提出的拓扑和参数设计方法的有效性。搭建的实验装置实现了传输530.4 W的电能,23.28 Mbit/s信号正向传输速度和24.2428 Mbit/s信号反向传输速度。 展开更多

关键词 电场耦合式无线电能传输 信号双向传输 电能串扰 参数设计

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线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响 被引量：2

13

作者 乔振朋 王赛丽 +3 位作者 郭果 杨征 刘涛 余开伟 《工矿自动化》 北大核心 2020年第4期60-65,共6页

针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标,研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响.建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型,通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之... 针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标,研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响.建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型,通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之间的距离对系统传输效率和输出电压的影响,并搭建实验平台对仿真结果进行了验证.结果表明,线圈间距对系统传输效率有显著影响,系统输出的负载电压随着发射线圈和接收线圈间距d23、源线圈和发射线圈间距d12的增大呈现先增大后减小的规律,选择合适的d23和d12可使系统输出电压达到最大值,而源线圈和发射线圈间距d34的增加则使得输出电压逐渐减小.因此,在系统设计中应尽可能使接收线圈和负载线圈靠近. 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 线圈间距 平面螺旋线圈 传输效率 输出电压

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基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究 被引量：26

14

作者 刘帼巾 白佳航 +2 位作者 崔玉龙 李志刚 岳承浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1569-1579,共11页

为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双LCL数学模型,... 为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双LCL数学模型,分析实现恒流或恒压输出的参数配置条件;然后根据恒流和恒压参数配置特点,设计变补偿参数的电路结构;再根据仿真方法得出的关键参数与系统传输特性之间的关系,合理设计参数配置,使得磁耦合谐振式无线充电系统无复杂电路环节而且控制简单,还可实现原边电流和频率恒定;最后搭建实验平台,验证设计的系统输出的电压或电流波动较小,可以满足恒压和恒流充电的要求。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 恒压 恒流 双LCL 变补偿参数

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基于改进人工蜂群算法的无线电能传输系统输出控制 被引量：3

15

作者 杨晶菁 陈为 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期173-182,共10页

磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当耦合系数较大时系统将发生频率分裂现象导致输出功率降低。采用软件调频的输出控制可以稳定输出性能。然而输出功率是一个极值个数和半径都可变的多峰函数,因此需要改进标准人工蜂群算法以搜索所有极... 磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当耦合系数较大时系统将发生频率分裂现象导致输出功率降低。采用软件调频的输出控制可以稳定输出性能。然而输出功率是一个极值个数和半径都可变的多峰函数,因此需要改进标准人工蜂群算法以搜索所有极值。首先通过系统模型的分析,说明频率分裂现象的影响和多峰搜索的必要性,提出一种原边控制方法,得到输出性能的函数。然后提出3种策略对标准人工蜂群算法进行改进,包括采用正交生成法改进了食物源的分布;采用比较父代与子代之间的欧式距离选择食物源,避免漏峰;通过对适应度排序确定个体增量动态地缩小小生境的范围。最后搭建了一个两线圈无线电能传输系统,通过计算和实验证明,改进的人工蜂群算法收敛速度快、优化精度高,在保证传输效率的前提下,能够提高并稳定系统在过耦合状态时的输出功率。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 输出控制 人工蜂群算法 频率分裂 小生境

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线圈偏移角度对无线电能传输特性的影响 被引量：3

16

作者 康会峰 《工矿自动化》 北大核心 2018年第6期31-35,共5页

根据两线圈磁耦合谐振式无线电能传输模型,推导了磁耦合谐振式无线电能传输效率与线圈偏移角度、传输距离之间的关系公式,研究了传输距离和偏移角度对传输效率的影响,得出了如下结论:随着传输距离的增大,偏移角度对无线电能传输效率的... 根据两线圈磁耦合谐振式无线电能传输模型,推导了磁耦合谐振式无线电能传输效率与线圈偏移角度、传输距离之间的关系公式,研究了传输距离和偏移角度对传输效率的影响,得出了如下结论:随着传输距离的增大,偏移角度对无线电能传输效率的影响越来越小;偏移角度较小时,其对传输效率的影响不大;偏移角度大于75°时,随着偏移角度的增大,传输效率急剧下降;随着传输距离的增大,无线电能传输效率下降趋势越来越平缓。Matlab仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 偏移角度 传输距离 传输效率

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基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统 被引量：11

17

作者 郭星 刘利强 +2 位作者 齐咏生 高学金 李永亭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期2422-2434,共13页

为了减少混合谐振式无线充电系统的开关器件和无源元件数量,提高系统输出功率,同时简化原、副边的控制策略,提出一种基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统,无需原、副边通信和增加任何无源元件,仅通过LCL结构的自投切操作更改拓... 为了减少混合谐振式无线充电系统的开关器件和无源元件数量,提高系统输出功率,同时简化原、副边的控制策略,提出一种基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统,无需原、副边通信和增加任何无源元件,仅通过LCL结构的自投切操作更改拓扑网络来实现无线充电系统恒流恒压的切换。首先,依靠T型网络分析恒流或恒压输出与输入阻抗呈纯阻性的关系;然后,引入混合型补偿网络数学模型,分析实现系统输入电流和电压之间零相角(ZPA)与恒流或恒压输出特性的参数配置条件;接着,依据蓄电池充电曲线特征、谐振电流阈值、电压跳变阈值和耦合系数变化约束,进一步提出一种适用于混合谐振式拓扑网络参数优化的设计方法,在避免谐振网络参数经验选值的局限性导致参数不确定性问题的同时,也为参数选取提供了理论依据;最后,搭建实验平台验证该方案的可行性与有效性。实验结果表明,优化谐振网络参数的无线充电系统具有较好的恒流恒压输出特性,系统最大传输效率为81%,完全满足恒流恒压无线充电需求。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 LCL-LCL/S拓扑 参数优化设计 恒流恒压充电

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MCR-WPT系统输出功率优化控制研究

18

作者 万小波 周子梦 +1 位作者 刘宝泉 娄建勇 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期69-77,共9页

在磁耦合谐振式无线电能传输过程中,传输距离的变化会导致线圈间的互感发生变化,进而使系统的反射阻抗发生变化,最终导致系统无法以最大输出功率输出。因此,提出了利用反射阻抗理论的两种功率优化控制策略,即在发射端通过移相控制优化... 在磁耦合谐振式无线电能传输过程中,传输距离的变化会导致线圈间的互感发生变化,进而使系统的反射阻抗发生变化,最终导致系统无法以最大输出功率输出。因此,提出了利用反射阻抗理论的两种功率优化控制策略,即在发射端通过移相控制优化功率和在接收端添加DC/DC变换控制优化功率。首先,研究了反射阻抗与输出功率的关系,并阐明了两种功率优化控制策略的原理;然后,通过Matlab/Simulink搭建仿真模型并进行了研究和实验验证。研究结果表明:传输距离在5 cm、25 cm时,通过调节移相角或DC/DC变换,传输功率分别至少增加了1.17 W、0.19 W;实验与仿真之间输出功率的最大误差不超过3%,证明了这两种利用反射阻抗理论的优化控制策略均能有效实现输出功率的优化。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 反射阻抗 功率优化 移相控制 DC/DC变换控制

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基于补偿拓扑切换的MCR-WPT最大效率追踪方法 被引量：3

19

作者 常雨芳 李飞 +3 位作者 唐杨 薛旭池 阎晟 尹帅帅 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期559-564,共6页

针对串联串联(S-S)和串联并联(S-P)补偿拓扑结构在大(小)负载场合传输效率低的问题,提出了基于补偿拓扑结构切换的磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统最大效率追踪方法.通过建立S-S、S-P等效电路模型提取谐振补偿网络参数,将系统最... 针对串联串联(S-S)和串联并联(S-P)补偿拓扑结构在大(小)负载场合传输效率低的问题,提出了基于补偿拓扑结构切换的磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统最大效率追踪方法.通过建立S-S、S-P等效电路模型提取谐振补偿网络参数,将系统最大传输效率切换点的寻优过程划分成轻载与重载两种工作模式,并使用有源阻抗匹配的方式对系统最大效率点进行自适应追踪.仿真测试结果表明:所提方法在轻载模式下能够维持原有系统最大传输效率,约为84.5%;在重载模式下效率由84.5%提升至91.6%,验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输系统 最大效率追踪 串联串联 串联并联 负载阻抗 补偿拓扑 谐振补偿 有源阻抗

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基于电磁感应原理的隔离开关分合到位判断方法 被引量：3

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作者 侯永全 马立方 +5 位作者 方涛 吴波 梅霜 王晶晶 孙安冉 夏晨阳 《广东电力》 2023年第2期1-9,共9页

隔离开关分合状况的智能、可靠判断对于电网调度发挥着重要作用。为满足隔离开关全面调度遥控操作的需求,至少需要2个非同源指示发生对应变化,为此提出了一种基于电磁感应原理的隔离开关分合到位判断方法,其判断结果可作为辅助判据。该... 隔离开关分合状况的智能、可靠判断对于电网调度发挥着重要作用。为满足隔离开关全面调度遥控操作的需求,至少需要2个非同源指示发生对应变化,为此提出了一种基于电磁感应原理的隔离开关分合到位判断方法,其判断结果可作为辅助判据。该方法通过在动触头侧安装无源接收线圈及电压感知元件,在静触头侧安装磁能发射线圈及控制装置,基于磁耦合谐振式无线电能传输原理,通过辨识开关分合运动带来发射、接收线圈间互感变化引起的感应电压变化实现隔离开关位置判别。研究首先分析了基于电磁感应原理的开关分合到位判别方法的原理及工作逻辑,然后建立系统模型,给出了参数设计准则及流程,最后搭建实验样机对所提方法进行验证。仿真及实验结果均表明,隔离开关动作过程中两线圈互感与感应电压间存在映射关系,通过设定合理的感应电压阈值,可以实现隔离开关分合状态的判断,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 隔离开关 位置确认 电磁感应 磁耦合谐振式无线电能传输

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