亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        LCC-P型無線電能傳輸電路的仿真研究

        2022-11-07 01:29:38方武
        機(jī)電信息 2022年20期
        關(guān)鍵詞:接收端諧振線圈

        方武

        (安徽理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院,安徽淮南 232001)

        0 引言

        隨著我國(guó)移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)、筆記本電腦的廣泛使用,越來越多的人開始關(guān)注電池和充電問題,傳統(tǒng)的充電方式都是采用有線電線,有線電線與插座之間反復(fù)插拔,日積月累之后會(huì)對(duì)插座產(chǎn)生磨損,嚴(yán)重時(shí),電線的老化還會(huì)造成一定的安全隱患。無線電能傳輸技術(shù)的非接觸傳輸能量這一特性,使得該技術(shù)有著較高的靈活性和可靠性,并且使用壽命長(zhǎng),目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到醫(yī)療設(shè)施、電動(dòng)汽車、電子產(chǎn)品和家用電器中,人們的生活也因此獲得了極大的便利。

        本文主要研究的是傳輸功率和傳輸效率都比較高、傳輸距離也比較遠(yuǎn)的磁耦合諧振式(LCC-P型)無線電能傳輸系統(tǒng)[1-3],在廣泛的實(shí)際應(yīng)用中,磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射線圈一般是將能量傳輸給多個(gè)接收線圈,或者多個(gè)發(fā)射線圈傳輸給一個(gè)接收線圈。

        1 磁耦合諧振式無線電能傳輸原理及特性

        1.1 傳輸原理

        磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的原理如圖1所示,發(fā)射端部分主要包括高頻逆變電路、發(fā)射端補(bǔ)償電路、發(fā)射線圈,接收端部分主要包括接收線圈、接收端補(bǔ)償電路、整流濾波電路和負(fù)載等部分。從圖中可以看出,在無線電能傳輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)一次側(cè)的直流側(cè)接入直流電,為了產(chǎn)生高頻逆變交流電,需要接入高頻逆變器,使兩個(gè)線圈部分產(chǎn)生耦合磁場(chǎng);而補(bǔ)償電路用于使電路達(dá)到諧振狀態(tài),當(dāng)發(fā)射端與接收端兩邊同時(shí)產(chǎn)生諧振時(shí),該系統(tǒng)傳輸效率和功率得以最大化,但外界環(huán)境變化和系統(tǒng)自身存在的不足等各種因素的影響,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)處于失諧狀態(tài),在該失諧狀態(tài)下工作時(shí),系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)效率最大化的傳輸。整流濾波電路可使接收到的交流電變成直流電,經(jīng)過電感電容濾波后,流入負(fù)載[4-5]。任何兩個(gè)電磁線圈之間在距離一定的范圍內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)互相耦合現(xiàn)象,然而在負(fù)載電阻、諧振頻率和耦合系數(shù)等因素的影響下,磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率不能達(dá)到很高。

        圖1 傳輸原理圖

        1.2 傳輸特性

        傳輸特性主要包括3個(gè)方面:一是頻率特性,傳輸頻率特性是傳輸效率高低的決定性因素之一,主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的傳輸頻率與諧振頻率達(dá)到一致時(shí),才能使能量高效傳輸;二是距離特性,系統(tǒng)的諧振頻率也直接影響了傳輸距離,當(dāng)提高系統(tǒng)自身的諧振頻率后,系統(tǒng)所具有的磁場(chǎng)就會(huì)增強(qiáng),也就使得系統(tǒng)的傳輸距離相對(duì)更遠(yuǎn),而傳輸距離變遠(yuǎn)了,就會(huì)導(dǎo)致傳輸效率下降,故通常采用提高系統(tǒng)諧振頻率、縮短傳輸距離等方法來提高傳輸效率;三是效率特性,主要體現(xiàn)在傳輸頻率的影響、耦合補(bǔ)償電路的影響和負(fù)載變化的影響等方面。

        2 等效電路模型分析

        LCC-P型無線電能傳輸系統(tǒng)等效電路模型[4]如圖2所示,其中U為交流電壓源,L1為串聯(lián)諧振電感,R1為電源內(nèi)阻和電感L1的等效電阻,C1、C2為并聯(lián)和串聯(lián)諧振電容,由此組成了LCC網(wǎng)絡(luò);Ls為發(fā)射線圈的等效電感,R2為L(zhǎng)s的等效電阻,Lp為接收線圈的等效電感,R3為L(zhǎng)p的等效電阻,C3為接收端的并聯(lián)補(bǔ)償電容,RL為負(fù)載電阻,M為發(fā)射線圈Ls和接收線圈Lp之間的互感系數(shù);I1為發(fā)射回路總電流,I2為發(fā)射端支路電流,I3為接收端總電流,I4為負(fù)載流過的電流。

        當(dāng)電路發(fā)射端諧振時(shí),根據(jù)電路理論知識(shí)可知:

        式中:ω為角頻率(rad/s),且ω=2πf,f為電壓源的頻率(Hz)。

        由圖2可知,接收端電路的總阻抗Zp為:

        圖2 LCC-P型等效電路模型

        接收端等效到發(fā)射端的發(fā)射電阻Zs為:

        對(duì)于發(fā)射端電路來說,其左側(cè)阻抗Z11為:

        發(fā)射端右側(cè)阻抗Z12為:

        根據(jù)基爾霍夫定律,得到電路的回路方程為:

        由式(10)計(jì)算出接收端的輸出功率Pout,即負(fù)載功率:

        由式(8)和(9)求得發(fā)射端的輸入功率Pin為:

        由式(11)和(12),電路的傳輸效率η為:

        從公式(11)和(13)可以看出,在電路部分參數(shù)已經(jīng)確定的情況下,輸出功率和輸出效率的大小主要由3個(gè)參數(shù)決定,即系統(tǒng)的電壓頻率、系統(tǒng)的互感系數(shù)和負(fù)載的大小,這3個(gè)參數(shù)直接影響了該系統(tǒng)的能量傳輸性能。

        3 仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析

        3.1 系統(tǒng)的仿真

        為了驗(yàn)證上述電路的正確性,在MATLAB/Simulink中搭建出簡(jiǎn)單的LCC-P型無線電能傳輸系統(tǒng)的仿真模型[6-8],模型包括用4個(gè)MOSFET場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成的單相全橋逆變電路、耦合補(bǔ)償電路、整流濾波電路,另外還有一些其他模塊用于測(cè)量電路的電壓和電流波形,如圖3所示,模型中參數(shù)設(shè)置如表1所示,為了便于分析,仿真時(shí)忽略電路的內(nèi)阻。

        圖3 系統(tǒng)仿真模型

        表1 仿真參數(shù)理論值表

        3.2 仿真的結(jié)果與分析

        在逆變電路控制端輸入占空比為50%、頻率為85 kHz的PWM信號(hào),對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真,得到逆變器輸出電流波形如圖4所示,耦合副邊拾取的電壓和電流波形如圖5所示。

        由圖4 可知,原邊的電流趨近于正弦波,在約0.000 35 s時(shí)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。由圖5可知,副邊拾取的電壓和電流均為正弦波,電壓和電流波形幾乎沒有相位差,說明電路已經(jīng)處于諧振狀態(tài),基本達(dá)到了預(yù)期效果,在約為0.000 37 s時(shí),波形趨于穩(wěn)定。

        圖4 原邊電流波形圖

        圖5 副邊拾取的電壓和電流波形圖

        通過計(jì)算得到該仿真系統(tǒng)的輸入功率為260.6 W,整流濾波后負(fù)載功率即輸出功率為181.2 W,所以該仿真系統(tǒng)的傳輸效率為69.53%。將每個(gè)參數(shù)值代入理論公式(13)中,計(jì)算得到理論傳輸效率為88.21%,所以仿真得到的系統(tǒng)傳輸效率偏低。

        4 結(jié)語(yǔ)

        本文通過對(duì)無線電能傳輸原理的分析,構(gòu)建了LCC-P型無線電能傳輸系統(tǒng)等效電路模型,并通過該模型,在運(yùn)用電路理論知識(shí)和互感耦合模型理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出相應(yīng)的輸出功率和輸入功率表達(dá)式,進(jìn)而得到LCC-P型無線電能傳輸系統(tǒng)等效電路模型的傳輸效率表達(dá)式。分析計(jì)算出仿真參數(shù)理論值的取值,在MATLAB仿真下得到了電壓/電流的波形圖,并計(jì)算了仿真?zhèn)鬏斝实陌俜直却笮?,通過與理論傳輸效率進(jìn)行對(duì)比可知,該系統(tǒng)的仿真?zhèn)鬏斝势?。理論等效電路模型中沒有逆變電路和整流濾波電路兩大模塊,因此可能是由于仿真中電路的器件損耗造成了仿真的傳輸效率比理論傳輸效率低。后續(xù)可以通過增加算法來提高傳輸效率,這對(duì)算法的引入具有一定的指導(dǎo)意義。

        猜你喜歡
        接收端諧振線圈
        基于LSTM的汽輪發(fā)電機(jī)線圈的早期異常檢測(cè)
        基于擾動(dòng)觀察法的光通信接收端優(yōu)化策略
        可拆分式線圈在無損檢測(cè)中的應(yīng)用
        頂管接收端脫殼及混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
        一種設(shè)置在密閉結(jié)構(gòu)中的無線電能傳輸系統(tǒng)
        新能源科技(2021年6期)2021-04-02 22:43:34
        基于多接收線圈的無線電能傳輸系統(tǒng)優(yōu)化研究
        基于諧振開關(guān)技術(shù)的低相噪LC VCO的設(shè)計(jì)
        超小型薄壁線圈架注射模設(shè)計(jì)
        模具制造(2019年7期)2019-09-25 07:29:58
        諧振式單開關(guān)多路輸出Boost LED驅(qū)動(dòng)電源
        基于CM6901 的LLC半橋諧振開關(guān)電源設(shè)計(jì)
        久久麻豆精亚洲av品国产蜜臀| 久久精品国产www456c0m| 国产亚洲日韩欧美一区二区三区| 无码 免费 国产在线观看91| 蜜桃久久综合一区二区| 无码人妻精品一区二区三区夜夜嗨| 大香伊蕉国产av| 久久夜色精品国产亚洲噜噜| 精品黑人一区二区三区久久hd| 中文字幕日韩精品有码视频| 亚洲欧美日韩中文在线制服| 色综合久久精品中文字幕| 婷婷丁香91| 日韩成精品视频在线观看| 亚洲综合网国产精品一区| 四虎影视免费观看高清视频| 成人无码h真人在线网站| 美女福利视频网址导航| 国产亚洲精品久久久久5区| 成人区人妻精品一熟女| 国产精品调教| 日韩人妻中文字幕一区二区| 色熟妇人妻久久中文字幕| 天天燥日日燥| 亚洲欧美一区二区三区国产精| 中文字幕乱码在线婷婷| 亚洲国产精品成人精品无码区在线| 日本免费人成视频播放| 亚洲成熟丰满熟妇高潮XXXXX| 国产精品国产三级农村妇女| 免费观看成人欧美www色| 最近免费中文字幕| 成人自拍视频国产一区| 青青草视频在线观看色| 亚洲av无码专区亚洲av网站| 暖暖免费 高清 日本社区在线观看| 久久婷婷国产五月综合色| 亚洲tv精品一区二区三区| 免费a级毛片无码无遮挡| WWW拍拍拍| 亚洲美女一区二区三区三州|