新型无接触感应耦合电能传输技术研究综述

阐述了无接触感应耦合电能传输技术的工作原理,给出了感应耦合电能传输技术的基本定义.对松耦合变压器的典型物理结构进行了分析与比较,对无接触感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构进行了深入研究,得出了系统在不同结构下的等效电路,推导了不同漏感补偿拓扑下的补偿参数.分析了无接触感应耦合电能传输系统中高频逆变器结构及性能,并对系统的功率传输及控制情况进行了分析.结合目前无接触感应耦合电能传输技术的研究现状与不足,探讨了无接触感应耦合电能传输技术的发展趋势与研究方向.     

基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统

为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性.     

超声振动系统非接触式高效电能传输的电路补偿

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿真计算的结果,设计并建立了超声振动系统非接触式电能传输的电路补偿网络。对系统的输出振幅进行实验测量,结果显示:补偿后的振幅得到了大幅提升,且气隙值越大、电功率越大,补偿效果越显著。对于超声振动系统的非接触式电能传输,所建立的补偿方法能够显著地减小无功损耗,提高能量传输效率,补偿网络设计合理、有效。     

选路控制的光伏并网微型逆变器研究

以光伏并网微型逆变器为研究对象,采用交错反激式结构作为微型逆变器的主电路拓扑。引入有源箝位技术,以吸收变压器漏感能量,改善逆变器效率,同时可以有效地抑制变压器漏感引起的主功率开关电压尖峰;研究了一种新型控制策略,可以提高微型逆变器的加权效率。采用TI公司的TMS320F28035为核心控制芯片,设计制作了一台250 W的微型逆变器实验样机,完成了电流闭环控制实验与分析,实验结果验证了设计方案的有效性。     

电动汽车无线充电系统SS型补偿拓扑研究

随着电动汽车的普及,电动汽车的无线充电技术受到了广泛的关注.磁耦合谐振式无线传输系统的传输功率大,传输距离适中,因此磁耦合谐振式无线充电技术普遍应用于电动汽车无线充电.磁耦合谐振式无线充电系统可视为松耦合变压器,系统的原、副边线圈之间存在较大的漏感,需要添加相应的补偿拓扑来提升系统的功率和传输效率.对SS型补偿拓扑进行分析,并通过Matlab软件对其进行仿真,分析在不同的负载、电感和频率下系统的输出功率、传输效率的改变.结果显示SS型补偿拓扑的磁耦合谐振式无线传输系统可以承受较大范围的频率波动,输出功率和传输效率也较高,表明该拓扑结构适用于电动汽车无线充电系统中.     

新型在线式UPS拓扑

基于Z源逆变器,提出了一种新型在线式UPS拓扑.该拓扑无需使用工频变压器,即可实现理想市电的输出,从而减小了电源体积,降低了成本,且还可带感性负载;增加了一个Buck/Boost充放电电路,采用额定电压较低的蓄电池,进一步减小了电源体积,同时降低了充放电电路中开关管的电压应力;在输入端增加Boost型APFC电路,提高了输入功率因数,减小了对电网的谐波污染.仿真实验和结果验证了该拓扑的正确性和有效性.     

电梯轿厢无随行电缆非接触供电系统设计

电梯轿厢随行电缆有碍美观且需要定期维护,为了摆脱对随行电缆的依赖,设计了一种新颖的电梯轿厢无随行电缆非接触供电系统,采用高频松耦合变压器实现电能的非接触传输.电梯轿厢升降运动时利用蓄电池的储能供电,非接触供电系统处于关闭状态;在每个楼层平层静止时,系统收到电梯平层信号,系统启动供电并对蓄电池充电.这种供电方式可以提高供电效率,减少高频电磁污染.分析了松耦合变压器的等效电路模型,研究了工作气隙、工作频率、补偿电容等对供电效率的影响.根据系统要求设计了简单高效的大功率开关电源充电器,稳压效果好,可靠性高.     

大功率IGBT逆变式空气等离子切割电源的关键技术

对一种大功率IGBT逆变式空气等离子切割电源的主电路进行了原理分析与设计．从提高切割效率,减小整机体积以及加强电源可靠性的角度出发,对电源外特性、驱动电路、逆变器结构和中频变压器材质等各项电源关键技术进行了分析和讨论,并提出了相应的设计方案,使电源整机性能得到了改善,可以完成切割电流160A、切割电压150V的大功率作业要求．实验证明,该方案合理、有效,能够满足切割工艺要求．     

光伏发电用逆变器的高频变压器

详细介绍了依据全桥逆变电路拓扑结构中高频变压器的设计方法,计算了变压器各项损耗。实验验证了合理的变压器参数可以提高光伏用逆变器的整体效率。     

改进型基本梯级多电平逆变器

根据基本梯级逆变器提出了一种改进的多电平逆变器电路拓扑,讨论了对其进行谐波消除和幅值控制的方法.该拓扑结构用n个独立电源,2n 4个开关器件可产生2n 1个电平电压;并保留了多电平逆变器开关频率低、效率高等优点,所用器件较少,克服了基本梯级逆变器存在的感性负载时输出电压产生畸变、各独立电源输出功率不均衡等缺点.该逆变器拓扑适合于可再生能源发电的场合.改进前后的拓扑结构在不同负载下的仿真结果表明,该拓扑结构具有可行性.     

车载单相正弦脉宽调制IGBT逆变器的设计

介绍了车载单相正弦脉宽调制(SPWM)IGBT逆变器的基本结构方案,以车用24V直流电源为逆变器输入,变换得到50Hz／220 V交流电。该方案采用中间直流环节的高频变压器式逆变电源系统结构,它由高频逆变、高频变压器隔离升压、整流滤波、高频SPWM逆变和输出滤波组成。对逆变器的控制及保护电路也在作了详细的介绍,并给出试验结果。     

基于ARM7的光伏并网发电模拟系统设计与实现

设计了一种采用单级DC-AC 工频变压器的拓扑结构,主电路为IR2110驱动的半桥式逆变电路。控制电路以NXP公司ARM7核心处理器LPC2148,由软件生成SPWM波控制DC-AC逆变。系统通过反馈信号监测频率、相位,经由A/D采样欠压、过流信号,控制频率、相位的跟踪和欠压、过流保护,并且在此系统之上提出了一种创新的测量频率与相位的方法。经测试,本系统的变换效率高。输出正弦波形失真度小,实现了同频同相的跟踪控制和过流欠压保护。     

顺时电流法的单相光伏并网发电系统

针对普通单相两级式光伏并网发电系统中工频变压器体积庞大的缺点,采用交错并联双管正激变换器实现了DC—DC变换的高频化。利用电导增量法实现最大功率点跟踪,减少了整机的体积,增强了系统的可靠性。逆变器控制采用瞬时电感电流和输出电流的反馈达到了输出的单位功率因数。仿真和实验结果表明,该系统能够实现最大功率点跟踪和有效并网发电,整机效率达95．6％。     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

反激式开关电源的变压器电磁兼容性设计

对于带变压器拓扑结构的开关电源来说,变压器的电磁兼容性(EMC)设计对整个开关电源的EMC水平影响较大。本文以一款反激式开关电源为例,阐述了其传导共模干扰的产生、传播机理。根据噪声活跃节点平衡的思想,提出了一种新的变压器EMC设计方法。通过实验验证,与传统的设计方法相比,该方法对传导电磁干扰(EMI)的抑制能力更强,且能降低变压器的制作成本和工艺复杂程度。本方法同样适用于其他形式的带变压器拓扑结构的开关电源。     

谈Dyn和Ynd变压器并列运行

变压器作为电力系统的重要电气设备之一,在实际运行中常通过一些运行方式的改变,来达到其连续供电、安全经济运行、减少停电和方便检修的目的。结合工作原理和并列运行条件等因素,分析了变压器并列运行的条件,提出了Dyn和Ynd变压器并列运行的注意事项。     

心脏泵透皮能源传输系统的试验

人工心脏大多通过穿过皮肤的导线进行供电,人为制造了一个可能的感染源,且给病人的日常生活造成很多不便,为了解决这一问题,设计了一套透皮能量传输系统,利用电磁感应原理通过非接触耦合进行能量传递,实现人工心脏植入人体后的无线能量传输.试验研究了该系统变压器次级线圈匝数、开关频率及变压器气隙的大小对系统性能的影响.结果表明:变压器初级线圈30匝、次级线圈60匝时,传输效率最高,性能最好;开关频率为40 kHz时,系统传输效率最高;透皮能量传输系统的传输效率随变压器气隙的增大而减小,当气隙在0～3 mm范围内时效率在60％～80％之间;气隙超过3 mm时效率明显降低.