电动汽车无线充电四种基本补偿拓扑的比较 被引量：4

1

作者 汪世娇 马小三 《宜宾学院学报》 2020年第6期18-22,38,共6页

无线电力传输(WPT)系统的核心器件为松耦合变压器,其原副边线圈间的大气隙会产生大漏感和激磁电感,从而降低输出功率和传输效率.为了补偿漏感和激磁电感,WPT系统需添加补偿网络.根据原副边补偿方式不同,采用了串串(SS)型、串并(SP)型、... 无线电力传输(WPT)系统的核心器件为松耦合变压器,其原副边线圈间的大气隙会产生大漏感和激磁电感,从而降低输出功率和传输效率.为了补偿漏感和激磁电感,WPT系统需添加补偿网络.根据原副边补偿方式不同,采用了串串(SS)型、串并(SP)型、并串(PS)型和并并(PP)型四种基本补偿拓扑,对其输出功率、传输效率和电压增益特性进行分析,并在MATLAB中仿真验证.结果发现SS型能够承受较大的频率波动并同时保持高效率,SP型更适合负载电阻较大的系统,而PS型和PP型的传输效率、电压增益均比较低且波动较大,最终选择SS型作为最优补偿拓扑. 展开更多

关键词 wpt系统 漏感 激磁电感 输出功率 传输效率 电压增益

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WPT系统的最大功率与最大效率切换控制策略

2

作者 黄文聪 胡滢 +1 位作者 黄津莹 常雨芳 《广西电力》 2022年第3期23-30,68,共9页

针对无线电能传输系统在不同耦合情况下对输出功率和传输效率的不同需求问题,提出基于WPT系统的最大功率和最大效率的切换控制策略。建立两线圈S-S型WPT系统的等效电路模型,推导系统输出功率和传输效率的数学表达式,得到该系统输出功率... 针对无线电能传输系统在不同耦合情况下对输出功率和传输效率的不同需求问题,提出基于WPT系统的最大功率和最大效率的切换控制策略。建立两线圈S-S型WPT系统的等效电路模型,推导系统输出功率和传输效率的数学表达式,得到该系统输出功率和传输效率均与互感和负载相关。利用MATLAB仿真软件对互感和负载发生变化时的传输特性进行分析,确定最大功率和最大效率分别对应的最佳负载值。在此基础上,引入Buck-Boost阻抗匹配网络,实现WPT系统最大功率或最大效率输出。最终在MATLAB/Simulink上搭建无线电能传输系统实验平台,对最大功率与最大效率切换状态进行仿真分析,验证所提最大功率与最大效率切换控制策略的可行性。实验结果表明,相比于系统运行在单一工作状态下,该控制策略可以根据当前系统的实际耦合情况,动态调整工作状态,满足系统对不同性能指标的需求。 展开更多

关键词 wpt系统 最大功率 最大效率 最大功率与最大效率切换控制

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互补对称式LCC谐振网络的电场耦合式无线电能传输系统参数优化 被引量：29

3

作者 苏玉刚 吴学颖 +2 位作者 赵鱼名 卿晓东 唐春森 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第14期2874-2883,共10页

针对传统的电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)系统所存在的传输距离小、补偿电感大以及传输效率低等问题,围绕双侧LC网络的EC-WPT系统,采用一种互补对称的LCC谐振形式的参数配置方法来增大传输距离、减小补偿电感。以传输效率为目标函数,... 针对传统的电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)系统所存在的传输距离小、补偿电感大以及传输效率低等问题,围绕双侧LC网络的EC-WPT系统,采用一种互补对称的LCC谐振形式的参数配置方法来增大传输距离、减小补偿电感。以传输效率为目标函数,提出一种结合非线性规划和自适应遗传算法的优化方法,对系统频率f和并联谐振电容与耦合电容比值k进行寻优,结合参数配置方法在一定传输距离下得到一组能满足系统零相位角(ZPA)、低激励电压和小补偿电感的系统参数,并使系统在满足所需输出功率的条件下,传输效率最大。最后通过仿真和实验验证所提出的优化方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 无线电能传输 EC-wpt系统 互补对称式LCC 遗传算法 参数优化

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电动汽车无线充电系统双边LCC补偿网络参数的鲁棒优化设计 被引量：2

4

作者 庄慧敏 张江林 杨鸣凯 《成都信息工程大学学报》 2022年第3期276-283,共8页

为解决电动汽车无线充电系统耦合系数发生改变导致系统性能下降的问题,研究磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)双边LCC网络的补偿特性,得出补偿线圈参数的合理取值范围,应用信息间隙决策理论的风险规避策略,以转换效率最高为目标,构建... 为解决电动汽车无线充电系统耦合系数发生改变导致系统性能下降的问题,研究磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)双边LCC网络的补偿特性,得出补偿线圈参数的合理取值范围,应用信息间隙决策理论的风险规避策略,以转换效率最高为目标,构建考虑耦合系数不确定性的补偿网络参数优化模型,通过优化计算获取补偿线圈参数的最优值,实现在耦合系数变化较大的情况下,仍能在满足充电负荷功率需求的同时使转换效率最大。通过对一个3 kW的基于双边LCC补偿的无线充电系统算例分析,验证鲁棒优化设计方法的有效性。结果表明:当系统的耦合系数减小27%时,系统的输出功率仍然不低于3 kW,而转换效率仅下降1%,且不低于96%。 展开更多

关键词 电动汽车 MCR-wpt系统 双边LCC补偿 信息间隙决策理论 鲁棒优化

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变负载自适应恒流/恒压充电复合拓扑WPT系统 被引量：2

5

作者 徐文强 钱祥忠 梅豪杰 《电器与能效管理技术》 2021年第6期15-22,29,共9页

针对无线电能传输系统输出与切换问题,利用复合型LCC拓扑,实现了在固定谐振频率下对电池恒流/恒压充电模式自适应切换。首先分析得出了复合LCC补偿拓扑具备恒流和恒压输出能力;进一步提出基于反射阻抗基本理论的恒流/恒压控制策略,只需... 针对无线电能传输系统输出与切换问题,利用复合型LCC拓扑,实现了在固定谐振频率下对电池恒流/恒压充电模式自适应切换。首先分析得出了复合LCC补偿拓扑具备恒流和恒压输出能力;进一步提出基于反射阻抗基本理论的恒流/恒压控制策略,只需检测一次侧发射线圈两端的电压和流经一次侧发射线圈电流,即可控制开关自适应切换恒流和恒压两种充电模式。所提方法无需一次侧、二次侧间的通信以及额外的DC/DC变换器,降低整个系统的设计成本和控制复杂性。最后,搭建6.6 kW系统仿真平台以及66 W的实验样机,验证了所提方法具备自适应切换恒流/恒压充电的能力。 展开更多

关键词 恒流 恒压 自适应 复合拓扑wpt系统

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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

6

作者 张莲 杨洪杰 +2 位作者 经廷伟 李涛 张路 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期83-92,共10页

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,... 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。 展开更多

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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金属环境下EC-WPT系统能效特性分析及神经网络模型构建

7

作者 苏玉刚 王桢桢 +2 位作者 胡宏晟 孙跃 刘哲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期8527-8537,共11页

在EC-WPT系统的应用中,很多场景下系统都处于金属环境中,金属环境会对系统耦合机构等效电容产生影响,从而导致系统能效特性发生变化,而目前国内外仍缺乏关于金属环境对EC-WPT系统能效特性影响及抑制方法的研究成果。针对上述问题,该文... 在EC-WPT系统的应用中,很多场景下系统都处于金属环境中,金属环境会对系统耦合机构等效电容产生影响,从而导致系统能效特性发生变化,而目前国内外仍缺乏关于金属环境对EC-WPT系统能效特性影响及抑制方法的研究成果。针对上述问题,该文围绕金属环境对EC-WPT系统能效特性的影响规律展开研究,通过ANSYS与SIMULINK联合仿真和实验研究两种方法研究金属环境对EC-WPT系统能效特性的影响规律,并且针对ANSYS与SIMULINK联合仿真方法和实验研究方法存在的问题,在上述研究成果的基础上,基于神经网络通过非线性拟合求解的方式构建金属环境下EC-WPT系统的能效模型,并基于该模型给出一种更方便、更准确的金属环境下EC-WPT系统能效特性分析方法。该文的研究成果为进一步研究金属环境下EC-WPT系统参数设计方法和抑制金属环境对EC-WPT系统能效特性影响的相关方法提供理论支撑。 展开更多

关键词 EC-wpt系统 金属环境 能效特性 神经网络

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双层非连接PSC设计及在WPT系统磁屏蔽中的应用

8

作者 谷智渊 牟翔永 +1 位作者 赵翔 闫丽萍 《现代信息科技》 2022年第3期49-53,共5页

线圈设计是磁谐振无线能量传输(WPT)系统设计的核心,同时也被广泛应用到WPT系统磁屏蔽设计方案中。基于印刷螺旋线圈(PSC),文章提出了一种新型双层非连接螺旋线圈结构,采用等效电路法(ECM)与有限元法(FEM)对其谐振频率进行分析。结果表... 线圈设计是磁谐振无线能量传输(WPT)系统设计的核心,同时也被广泛应用到WPT系统磁屏蔽设计方案中。基于印刷螺旋线圈(PSC),文章提出了一种新型双层非连接螺旋线圈结构,采用等效电路法(ECM)与有限元法(FEM)对其谐振频率进行分析。结果表明该类结构无须使用额外电容元件即可产生谐振,且通过绕向不同大大降低线圈的自谐振频率,设计简单,结构紧凑且成本低。将所提线圈用于谐振式WPT系统磁屏蔽应用中,获得了良好的屏蔽性能。 展开更多

关键词 谐振wpt系统 双层非连接线圈设计 印刷螺旋线圈 磁屏蔽 等效电路

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浅谈WPT系统的EMC测试

9

作者 周芳嫒 《数字通信世界》 2019年第7期254-255,共2页

关于无线电能传输系统的基础认识。对WPT系统的定义和工作模式的描述,对测试项目进行说明以及限值范围。

关键词 wpt系统发射 电磁兼容性 测试

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磁耦合谐振式无线电能传输系统频率跟踪的自适应模糊控制 被引量：6

10

作者 刘媛媛 冯宏伟 范曦 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第6期1385-1391,共7页

确保无线电能传输(Wireless Power Transfer, WPT)系统保持谐振状态是提高其传输效率的关键因素。考虑到WPT系统是一种松散耦合系统,可能因负载、传输距离等因素的变化,引起WPT系统的谐振工作频率出现分裂或失谐等情况,从而导致系统传... 确保无线电能传输(Wireless Power Transfer, WPT)系统保持谐振状态是提高其传输效率的关键因素。考虑到WPT系统是一种松散耦合系统,可能因负载、传输距离等因素的变化,引起WPT系统的谐振工作频率出现分裂或失谐等情况,从而导致系统传输效率大幅降低。为确保磁耦合谐振式无线电能传输系统保持较高的能量传输效率,结合谐振状态对系统传输效率影响的电路分析,提出模糊控制的方法来实现谐振频率的自适应跟踪,并设计出频率跟踪的模糊自适应控制器,实时非线性调节逆变驱动电路的频率,以确保对WPT系统谐振频率的精确跟踪。仿真与实验结果表明,该控制算法增强了WPT系统的工作谐振频率的自适应跟踪能力,对系统传输效率有较大提高。 展开更多

关键词 无线电能传输(wpt)系统 频率跟踪 最大效率跟踪 自适应模糊控制器

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WPT系统最大效率跟踪下的实时耦合系数估计方法 被引量：5

11

作者 刘媛媛 冯宏伟 +1 位作者 赵振荣 武彩霞 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第6期1299-1303,共5页

无线电能传输(WPT)系统在实际应用中的关键性问题是传输效率。WPT系统是一种松散耦合系统,耦合系数因发射侧和接收侧线圈的相对运动而变化,从而影响电能的传输效率。对发射侧和接收侧的电压电流值进行实时检测,利用检测值对耦合系数进... 无线电能传输(WPT)系统在实际应用中的关键性问题是传输效率。WPT系统是一种松散耦合系统,耦合系数因发射侧和接收侧线圈的相对运动而变化,从而影响电能的传输效率。对发射侧和接收侧的电压电流值进行实时检测,利用检测值对耦合系数进行实时估计,同时利用Buck-Boost电路作为阻抗匹配网络实现WPT系统的最大效率跟踪控制。通过仿真和实验验证,证明该耦合系数估计方法在准确度、实时响应、提升电能传输效率等方面均具有明显优势,验证了该方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 无线电能传输(wpt)系统 耦合系数估计 最大效率跟踪 Buck-Boost阻抗匹配电路

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