为了降低感应电能传输（inductive power transfer,IPT）充电系统反馈控制的复杂性,增强系统耦合机构抗偏移能力的同时保证系统恒压（constant voltage,CV）输出,该文基于LCC-S与S-LCC拓扑电路特性提出LCC-S与S-LCC混合拓扑电路并分析...为了降低感应电能传输（inductive power transfer,IPT）充电系统反馈控制的复杂性,增强系统耦合机构抗偏移能力的同时保证系统恒压（constant voltage,CV）输出,该文基于LCC-S与S-LCC拓扑电路特性提出LCC-S与S-LCC混合拓扑电路并分析其抗偏移恒压输出特性;选取double-D quadrature（DDQ）结构线圈作为耦合机构,并提出抗偏移参数设计方法,以实现系统二维平面抗偏移恒压输出。此外,该方法还具有以下明显优点：无需复杂的反馈控制,几乎没有无功输入。最后,该文搭建1k W系统原理样机,在横向和垂向考察抗偏移恒压输出特性。负载在45-120Ω范围内变化时,系统输出电压波动始终介于设定的5%以内,在选定的线圈参数条件下,线圈横向最大偏移50%,而线圈在垂向最多可减小23.33%。实验结果表明该方法有效且可行。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
Hybrid high voltage direct current transmission(Hybrid HVDC)is a new type of HVDC technology developed in recent years.It combines the characteristics of large-capacity and low cost of the line commutated converters(L...Hybrid high voltage direct current transmission(Hybrid HVDC)is a new type of HVDC technology developed in recent years.It combines the characteristics of large-capacity and low cost of the line commutated converters(LCC)and non-commutation failure and dynamic reactive power support of voltage sourced converters(VSCs)in one HVDC system.It has technical advantages in the fields of unidirectional power transmission and in the application of improving the stability of multi-infeed HVDCs,giving it broad application prospects.The Kunbei-Liuzhou-Longmen(KBL)project is the first hybrid ultra HVDC project.It was put into service on Dec.27th,2020.This paper introduces the KBL project,analyzes the operation characteristics of hybrid HVDC system,and provides on-site verification of KBL project,including operation of LCC-VSC hybrid system,ultra-high voltage VSC technology using the series of two valve groups,the DC fault ride-though of hybrid VSC without using DC breaker,the connection and disconnection of a third station,and etc.展开更多
针对电动汽车无线充电时线圈偏移会造成输出电压不稳定和效率迅速降低的问题,设计一个抗偏移性能优异的电动汽车用无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统,该系统采用LCC/S补偿拓扑以及扁平螺线管磁耦合结构,并在后级加入数字...针对电动汽车无线充电时线圈偏移会造成输出电压不稳定和效率迅速降低的问题,设计一个抗偏移性能优异的电动汽车用无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统,该系统采用LCC/S补偿拓扑以及扁平螺线管磁耦合结构,并在后级加入数字闭环Buck变换器,以实现精确的恒压输出。分析LCC/S补偿拓扑的输出特性,说明扁平螺线管磁耦合结构抗偏移性能优异的原因,借助有限元仿真软件优化线圈和磁芯的尺寸。为验证理论分析,搭建输出功率恒定为500W的系统样机,样机使用的磁耦合结构的外尺寸为306mm×300mm×16mm。结果表明,当传输距离176mm时,能量传输效率高达88%,即使横向偏移达到230mm,系统仍能输出恒定电压。展开更多
针对电磁耦合式无线能量传输(wireless power transfer,WPT)系统的工作频率低、功率密度小和传输距离近等问题,采用双LCC拓扑结构,通过叠加原理得到了系统输出电流的表达式。通过T型等效电路得到了双LCC型的8阶系统数学模型。应用幅频...针对电磁耦合式无线能量传输(wireless power transfer,WPT)系统的工作频率低、功率密度小和传输距离近等问题,采用双LCC拓扑结构,通过叠加原理得到了系统输出电流的表达式。通过T型等效电路得到了双LCC型的8阶系统数学模型。应用幅频特性分析方法,实现了系统恒压、恒流工作频率的选择。采用LCC型参数的配置方法,并基于碳化硅(SiC)器件搭建的高频逆变器。实现了一台工作频率≥300 kHz、传输功率≥500 W、最大传输效率≥90%及传输距离≥100 mm的强抗偏移的特性WPT实验样机。重点研究了NP0电容对保障系统稳定的工作在高频状态下的作用。通过仿真分析与实物验证,对比了SS型与双LCC型存在线路损耗时的传输特性,得到了动态负载及原副两线圈耦合系数不确定情况下对系统传输影响的规律。展开更多
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。
基金This work was supported by CSG project(KYKJXM20210204).
文摘Hybrid high voltage direct current transmission(Hybrid HVDC)is a new type of HVDC technology developed in recent years.It combines the characteristics of large-capacity and low cost of the line commutated converters(LCC)and non-commutation failure and dynamic reactive power support of voltage sourced converters(VSCs)in one HVDC system.It has technical advantages in the fields of unidirectional power transmission and in the application of improving the stability of multi-infeed HVDCs,giving it broad application prospects.The Kunbei-Liuzhou-Longmen(KBL)project is the first hybrid ultra HVDC project.It was put into service on Dec.27th,2020.This paper introduces the KBL project,analyzes the operation characteristics of hybrid HVDC system,and provides on-site verification of KBL project,including operation of LCC-VSC hybrid system,ultra-high voltage VSC technology using the series of two valve groups,the DC fault ride-though of hybrid VSC without using DC breaker,the connection and disconnection of a third station,and etc.
文摘针对电动汽车无线充电时线圈偏移会造成输出电压不稳定和效率迅速降低的问题,设计一个抗偏移性能优异的电动汽车用无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统,该系统采用LCC/S补偿拓扑以及扁平螺线管磁耦合结构,并在后级加入数字闭环Buck变换器,以实现精确的恒压输出。分析LCC/S补偿拓扑的输出特性,说明扁平螺线管磁耦合结构抗偏移性能优异的原因,借助有限元仿真软件优化线圈和磁芯的尺寸。为验证理论分析,搭建输出功率恒定为500W的系统样机,样机使用的磁耦合结构的外尺寸为306mm×300mm×16mm。结果表明,当传输距离176mm时,能量传输效率高达88%,即使横向偏移达到230mm,系统仍能输出恒定电压。
