發(fā)布時間：2021-06-23 12:30

　　針對高壓絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）串聯(lián)型換流閥驅(qū)動供能問題,提出利用級聯(lián)型無線能量傳輸技術(shù)為其提供穩(wěn)定的電源,該供能系統(tǒng)使用中繼線圈來增加電能傳輸?shù)木嚯x,同時中繼線圈不僅向下一級的線圈傳輸能量,也為與該線圈相連的IGBT驅(qū)動傳輸能量。其中,中繼線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),直接影響著電能傳輸?shù)馁|(zhì)量,中繼線圈采用CLC型和LCL型相結(jié)合的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為IGBT的驅(qū)動供能,并針對該系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行了拓?fù)浞治?得到LCL型具有將恒流源轉(zhuǎn)化為恒壓源的特性,經(jīng)過仿真驗證,最后搭建了一個6級負(fù)載的實驗平臺,驗證了該系統(tǒng)的頻率特性和輸出特性。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖２系統(tǒng)等效電路模型??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ??

ｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．８??Ａｕｇｕｓｔ?２０２０??相同功率的電能，而中繼線圈使用串聯(lián)補(bǔ)償，在實??驗中僅使用２個和３個負(fù)載對其理論分析進(jìn)行驗??證。總之，對多個中繼線圈結(jié)構(gòu)多負(fù)載無線電能傳??輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研宄相對較少。利用ＣＬＣ型ｗ??和ＬＣＬ型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的特點，在此提出中繼線圈采??用ＣＬＣ型和ＬＣＬ型相結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為高壓換??流閥ＩＧＢＴ驅(qū)動供電。??２級聯(lián)型無線電能傳輸系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??２．１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述??所研宄的級聯(lián)型無線電能傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如??圖１所示，《〇為半橋逆變器產(chǎn)生的高頻交流電壓??源，接在初級發(fā)射線圈上。Ｕｉ＝０，ｌ，２，…，ＡＭ）??為相應(yīng)發(fā)射線圈ＣｏｉＬ的自感，＼（／＝１，２，一，＃）為??相應(yīng)接收線圈Ｃｏｉｌ，的自感??補(bǔ)償電容，＆，？？？，為補(bǔ)償電感。從圖中可以??看出，初級發(fā)射單元和第／Ｖ級接收單元采用電容??和電感串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；中繼單元采用ＣＬＣ型和??ＬＣＬ型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)為ＩＧＢＴ驅(qū)動等效電阻，接在??ＬＣＬ型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出端。中繼單元有兩個線圈，??接收線圈Ｃｏｉｌ？．接收上一級發(fā)射線圈傳遞的能量，??Ｃｏ＼將磁場能量傳遞給下一級。Ｍ為兩個線圈的??互感，其下標(biāo)反映這兩個線圈的序號，例如??為線圈Ｃｏｉｌｏ與Ｃｏｉｌｒｔ之間的互感，而紙ｌｆ２為線圈??Ｃｏｉｌｓ，與ＣｏｉＵ之間的互感。類似地，兩個線圈之間??的耦合系數(shù)用Ａ表示，其下標(biāo)的含義與Ｍ相同，??可由下式計算得到：??ｋ＾ｌＶＬｌｉ?（１）??初級發(fā)射單元?中繼單元１?中繼單元２?第Ｗ級接收單元??圖１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｂｌｏｃｋ?

ｇ．?５?Ｉｎｖｅｒｔｅｒ?ａｎｄ?ｌｏａｄ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ｏｆ?ｖｏｌｔａｇｅｓ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔｓ??從圖中可知，Ｕ〇與初級發(fā)射線圈的電流４種??３７??建６級仿真電路，結(jié)合高壓換流閥型ＩＧＢＴ驅(qū)動供??能的要求。在理論分析的基礎(chǔ)上設(shè)計補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參??數(shù)為：Ａ＝０．２０５／ｃｆ２００?ｋＨｈＬｒｋ?均為?１２５?ｆＪＬＨ，／？Ｌ＝??２０?ＣｆＣ＊?均為?５．０４?ｎＦ，Ｃｆ＝１２９．５?ｎＦ，??均為２５．７—Ｈ，Ｌｆ＝４．８８７邱。驅(qū)動負(fù)載兩端??的電壓波形見圖４ａ，可見，相鄰單元的相位互差??１８０°，中繼單元一、三、五負(fù)載電壓叫，《３，《５相位??一致，中繼單元二、四、六負(fù)載電壓相位??一致，由于寄生電阻的影響，中繼單元三￣六的負(fù)??載電壓幅值略小于中繼單元一、二的負(fù)載電壓幅??值。接收線圈電流波形見圖４ｂ所示，可見，６個接??收端的線圈幅值基本保持一致，接收線圈標(biāo)號為??奇數(shù)，其電流１／３，〖５相位一致，接收線圈標(biāo)號為??偶數(shù)，其電流；２，＾，〖６相位保持一致。??圖４仿真波形??Ｆｉｇ．?４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??４?實驗驗證分析??為了驗證所提級聯(lián)式磁耦合諧振無線電能傳??輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有效性，搭建了一套６個負(fù)載級聯(lián)??的實驗平臺。由于實際繞制電感或焊接電容時，參??數(shù)值存在一些誤差，因此列出同類元件參數(shù)的平??均值。電路和實驗參數(shù)：＆＝０．２０９，／。＝２００??均為?１２３?ｊｊｌＨ，／？，＝２０?ｎ．ＣｆＣｃＣｆＧ?均為?４．９?ｎＦ，??Ｃｆ＝１２８?ｎＦ，ｉｎ￣ＬＫ?均為?２５．７?｜ｘＨ，Ｌｆ＝４．９８?｜ｘＨ。該實??驗采用５０?Ｖ直流電源


本文編號：3244942