简介:无线输电系统中,工作频率和距离是主要的输入变量,而较高的输出功率和传输效率是目标。对于磁耦合谐振无线输电系统,输入变量与目标的关系取决于磁耦合谐振无线输电系统的拓扑结构,磁耦合谐振无线输电系统的拓扑结构可分为串串结构、串并结构、并串结构和并并结构,本文应用等效电路方法对这四种拓扑结构进行了详细的分析,得到了输出功率和传输效率的表达式,研究了功率和效率关于频率、距离的关系,并进行了比较。通过研究和仿真分析发现,在谐振频率点附近四种拓扑结构的系统均达到最优匹配,并且得到了最佳传输距离。还证明了系统最大传输效率只与接收端电路结构有关,与发射端电路结构没有必然联系。本文还制作了串并结构的实验模型,验证了理论分析和仿真结论的正确性。
简介:传统的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,松耦合变压器接收线圈Rx的半径与发射线圈Tx到接收线圈Rx之间的距离h的最佳比例系数,即径距比),的求取,是通过系统建模来推出Tx和Rx间的互感值,并辅以大量实验来获得的。针对这种缺少理论依据并浪费人力、物力的问题,本文提出了一种通过仿真观察Rx中电流密度变化规律来获得Rx半径与h比例系数的最佳值的设计方法。首先求取单管ICPT系统之一次侧并联、二次侧并联(PP)结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出Rx上的电流密度和互感M、系统传输功率的关系;并通过公式分析,确定Rx电感L1与Tx电感三:的比值a和系统的耦合系数A的取值,来确定在不同频率下厶和三:的值,从而建立仿真模型,利用有限元仿真软件对),的最优值进行研究。相比于通过线圈互感值来优化线圈的方法,本文中的电流密度可以通过软件直接观测到,形象而且直观,节省时间和成本,有效提高设计效率。综合仿真结果确定了松耦合线圈最佳径距比γ,该参数与企业通过生产实践总结出的经验值相吻合。
简介:提出了一种高效率、高增益的升压DC-DC变换器——集成耦合电感升压一反激变换器。该变换器克服了传统升压电路高升压比对占空比的依赖,可在较小占空比下实现更高电压增益。与传统升压一反激变换器相比,可有效减小电容电压纹波,降低二极管反向恢复损耗。简要分析了该变换器的工作原理,使用状态空间平均法建立了在电流连续工作模式(CCM)下的小信号模型。由模型得到控制量至输出量的传递函数,设计出相应闭环控制系统。通过仿真研究证明了闭环系统的稳定性及建模方法的正确性,并在实验室设计30W样机对变换器进行实验验证。经实验、仿真结果和理论分析的比较,验证了理论分析的正确性和可行性。
简介:为研究气压对极不均匀电场中空气间隙放电的影响特性,论文在气压可调的金属罐内以棒-板间隙模型为研究对象,采用紫外成像法研究了不同棒-板间隙距离、气压和电压下该模型从起晕到击穿整个过程的放电特性。研究表明:在气压不高于标准大气压下,棒-板间距为10cm、15cm和20cm的起晕电压和棒-板间距为15cm和20cm的击穿电压与气压近似呈正比线性关系,而间距为10cm和4.6cm间隙的击穿电压随气压的增大呈现非线性特性。同一棒-板间距下,放电电离发光区域随气压的增大而减小,近似满足幂函数的关系,其指数在[-3.8,-2.7]范围内。本文最后还对比分析了云南(高海拔)和保定(平原)地区棒-板间隙的放电,实测结果与实验结果一致。
简介:研究灭弧室压力、速度和湍流等气流参数,对于进一步优化断路器本体结构设计具有重要意义。本文以550kV单断口高压断路器为研究对象,研究灭弧室气流参数的时空特性,建立三维计算模型,采用有限体积法对断路器开断容性小电流情况下的气流场进行数值求解,提取有效特征点,得到压力、密度、速度及湍流等参数;采用C-C算法、G-P算法、FFT变换和"修正"的混沌理论对开断过程中各气流参数进行系统复杂混沌运动行为分析。结果表明:断路器开断过程中,气流运动存在混沌特征,并通过横向、纵向比较压力和密度、马赫数和速度等参数,得到各参数混沌特性之间的联系与区别,为进一步通过改变喷口型面调整气流流路以实现气流的有效气吹,提高断路器开断能力,同类以及替代产品的改进和开发提供了理论依据。
简介:两自由度直驱感应电机轴端可以输出旋转运动、直线运动和螺旋运动。本文针对两自由度直驱感应电机的特殊结构与现象,建立耦合模型分析直线部分行波磁场对旋转运动的影响,修正了旋转部分转矩方程与直线部分推力方程。在两自由度直驱感应电机dq坐标系数学模型的基础上,建立该电机的转子磁场定向矢量控制模型,加入对直线部分与旋转部分耦合效应的动态补偿,在Matlab中搭建了该电机的矢量控制系统。仿真结果表明,旋转速度与直线速度能够快速跟踪给定速度,验证了考虑耦合效应动态补偿矢量控制模型的正确性。