针对无线电能传输WPT(wireless power transmission)系统耦合机构发生偏移时,输出电压波动的问题,提出1种基于恒压输出区间追踪的WPT系统抗偏移方法。首先,建立CLC-S型WPT系统的模型,分析该系统在谐振和非谐振状态下的互感与输出电压增...针对无线电能传输WPT(wireless power transmission)系统耦合机构发生偏移时,输出电压波动的问题,提出1种基于恒压输出区间追踪的WPT系统抗偏移方法。首先,建立CLC-S型WPT系统的模型,分析该系统在谐振和非谐振状态下的互感与输出电压增益之间的关系,由分析可知,系统工作在非谐振状态下的恒压输出区间内抗偏移能力更强;然后,设计电感补偿序列,提出恒压输出区间追踪控制策略,实现WPT系统输出电压恒定控制,提高系统的抗偏移能力;最后,搭建仿真模型和实验平台,仿真及实验结果均表明,采用恒压输出区间追踪控制策略,可以有效减小输出电压的波动,验证了系统在强互感干扰下的鲁棒性。相较于无恒压输出区间追踪的WPT系统,所提系统具有更好的输出电压动态调节能力。展开更多
传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数...传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数学模型,分析并提取电路实现软开关工作状态的关键变量与约束条件,理论上证明所提拓扑的有效性。然后,推导电路中线圈互感和负载阻抗等参数的解析关系式,并基于此提出可保证系统在负载时始终处于最佳工作状态的移相控制策略。该策略通过控制开关管的门极驱动信号相位,使谐振元件内部储存的能量提前或者滞后释放,从而将开关管修正回软开关状态。最后,通过仿真和实验验证所提双向E^(#)型WPT系统的有效性。实验结果表明,所提方法可保证在5~30Ω的负载范围内电路工作在软开关状态,该范围内的电能传输效率峰值达84.3%。展开更多
针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐...针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐振槽电压电流特性,基于参数归一化方法得到2个基波分量的等效电路,进而推导出MC-WPT的数学模型。在此基础上,以消除低次谐波含量为目标,应用计算法得到接收侧H桥的优化调制波,使网侧电流低频成分仅有工频分量,从而降低网侧电流THD。最后搭建实验平台,验证所提谐波抑制调制策略的可行性与有效性。展开更多
以提高无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统的传输效率为目标,对WPT系统的结构参数进行优化。针对WPT系统结构参数设计领域内的传统优化方法效率低、全面性差的问题,建立SS型WPT系统的参数优化模型,确定优化参数。在此基础上...以提高无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统的传输效率为目标,对WPT系统的结构参数进行优化。针对WPT系统结构参数设计领域内的传统优化方法效率低、全面性差的问题,建立SS型WPT系统的参数优化模型,确定优化参数。在此基础上,提出1种综合了正交试验、有限元仿真及改进的粒子群优化-反向传播神经网络算法的WPT系统结构参数优化方法。实验结果表明,预测结果与实验结果间的平均误差值为4.3%,该优化方法合理可行,对WPT系统的结构参数优化具有参考意义。展开更多
针对立体车库中电动汽车无线充电问题,提出一种基于电场-磁场混合式无线电能传输系统的全双工电能与信号并行传输技术,以提升系统的传输功率和效率。以磁场耦合机构作为电能传输通道,基于LCC-S补偿网络设计电能传输参数,实现恒压输出;...针对立体车库中电动汽车无线充电问题,提出一种基于电场-磁场混合式无线电能传输系统的全双工电能与信号并行传输技术,以提升系统的传输功率和效率。以磁场耦合机构作为电能传输通道,基于LCC-S补偿网络设计电能传输参数,实现恒压输出;以电场耦合金属电极和磁场耦合线圈作为信号传输通道,上下金属载车板和车载金属电极构成四电极层叠式电场耦合机构。在电能传输、信号传输、电能串扰和信号串扰等不同模式下,对交叉耦合电容与耦合线圈电感等参数关系进行分析,对全双工通信过程中的阻波网络参数进行设定,对电能与信号之间的串扰关系进行分析。仿真结果表明,运用此并行传输技术,输出功率可达3 300 W、信号最大传输速率可达200 k B∕s。展开更多
针对双侧LCC型补偿拓扑的无线电能传输系统(double-sided LCC compensation network wireless power transmission,DLCC-WPT)系统谐振回路多、参数设计复杂的问题,分析DLCC-WPT系统的电路模态,从能量传递路径的角度出发,定义系统的能量...针对双侧LCC型补偿拓扑的无线电能传输系统(double-sided LCC compensation network wireless power transmission,DLCC-WPT)系统谐振回路多、参数设计复杂的问题,分析DLCC-WPT系统的电路模态,从能量传递路径的角度出发,定义系统的能量传递系数。基于能量传递系数和电路等效品质因数,建立系统电压增益和电流增益的数学模型,确定能量传递系数和电路等效品质因数的合理设计范围,依靠电流增益曲线划分逆变电路功率器件,实现零电压开通(zero voltage switching,ZVS)的工作区域。在此基础上搭建仿真模型和实验样机,对理论分析中的参数设计范围和工作区域进行仿真和实验验证,实验结果显示,在790W的输入功率下,实现90%的传输效率和逆变电路功率器件的软开关。展开更多
文摘针对无线电能传输WPT(wireless power transmission)系统耦合机构发生偏移时,输出电压波动的问题,提出1种基于恒压输出区间追踪的WPT系统抗偏移方法。首先,建立CLC-S型WPT系统的模型,分析该系统在谐振和非谐振状态下的互感与输出电压增益之间的关系,由分析可知,系统工作在非谐振状态下的恒压输出区间内抗偏移能力更强;然后,设计电感补偿序列,提出恒压输出区间追踪控制策略,实现WPT系统输出电压恒定控制,提高系统的抗偏移能力;最后,搭建仿真模型和实验平台,仿真及实验结果均表明,采用恒压输出区间追踪控制策略,可以有效减小输出电压的波动,验证了系统在强互感干扰下的鲁棒性。相较于无恒压输出区间追踪的WPT系统,所提系统具有更好的输出电压动态调节能力。
文摘传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数学模型,分析并提取电路实现软开关工作状态的关键变量与约束条件,理论上证明所提拓扑的有效性。然后,推导电路中线圈互感和负载阻抗等参数的解析关系式,并基于此提出可保证系统在负载时始终处于最佳工作状态的移相控制策略。该策略通过控制开关管的门极驱动信号相位,使谐振元件内部储存的能量提前或者滞后释放,从而将开关管修正回软开关状态。最后,通过仿真和实验验证所提双向E^(#)型WPT系统的有效性。实验结果表明,所提方法可保证在5~30Ω的负载范围内电路工作在软开关状态,该范围内的电能传输效率峰值达84.3%。
文摘针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐振槽电压电流特性,基于参数归一化方法得到2个基波分量的等效电路,进而推导出MC-WPT的数学模型。在此基础上,以消除低次谐波含量为目标,应用计算法得到接收侧H桥的优化调制波,使网侧电流低频成分仅有工频分量,从而降低网侧电流THD。最后搭建实验平台,验证所提谐波抑制调制策略的可行性与有效性。
文摘以提高无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统的传输效率为目标,对WPT系统的结构参数进行优化。针对WPT系统结构参数设计领域内的传统优化方法效率低、全面性差的问题,建立SS型WPT系统的参数优化模型,确定优化参数。在此基础上,提出1种综合了正交试验、有限元仿真及改进的粒子群优化-反向传播神经网络算法的WPT系统结构参数优化方法。实验结果表明,预测结果与实验结果间的平均误差值为4.3%,该优化方法合理可行,对WPT系统的结构参数优化具有参考意义。
文摘针对立体车库中电动汽车无线充电问题,提出一种基于电场-磁场混合式无线电能传输系统的全双工电能与信号并行传输技术,以提升系统的传输功率和效率。以磁场耦合机构作为电能传输通道,基于LCC-S补偿网络设计电能传输参数,实现恒压输出;以电场耦合金属电极和磁场耦合线圈作为信号传输通道,上下金属载车板和车载金属电极构成四电极层叠式电场耦合机构。在电能传输、信号传输、电能串扰和信号串扰等不同模式下,对交叉耦合电容与耦合线圈电感等参数关系进行分析,对全双工通信过程中的阻波网络参数进行设定,对电能与信号之间的串扰关系进行分析。仿真结果表明,运用此并行传输技术,输出功率可达3 300 W、信号最大传输速率可达200 k B∕s。
文摘针对双侧LCC型补偿拓扑的无线电能传输系统(double-sided LCC compensation network wireless power transmission,DLCC-WPT)系统谐振回路多、参数设计复杂的问题,分析DLCC-WPT系统的电路模态,从能量传递路径的角度出发,定义系统的能量传递系数。基于能量传递系数和电路等效品质因数,建立系统电压增益和电流增益的数学模型,确定能量传递系数和电路等效品质因数的合理设计范围,依靠电流增益曲线划分逆变电路功率器件,实现零电压开通(zero voltage switching,ZVS)的工作区域。在此基础上搭建仿真模型和实验样机,对理论分析中的参数设计范围和工作区域进行仿真和实验验证,实验结果显示,在790W的输入功率下,实现90%的传输效率和逆变电路功率器件的软开关。
