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非接触感应电能传输系统关键技术研究

非接触感应电能传输系统关键技术研究

作者：毛赛君南京航空航天大学

学位级别：硕士

非接触感应电能传输技术是一种新型电能传输技术,利用电磁感应理论实现电能有效、安全的传输,在交通运输、航空航天、机器人、医疗器械、照明、便携式电子产品、矿井和水下应用等场合有着广泛的应用前景。本文对非接触感应电能传输系统... 详细信息

非接触感应电能传输技术是一种新型电能传输技术,利用电磁感应理论实现电能有效、安全的传输,在交通运输、航空航天、机器人、医疗器械、照明、便携式电子产品、矿井和水下应用等场合有着广泛的应用前景。本文对非接触感应电能传输系统中的功率变换器的一些关键技术进行了研究。首先介绍了非接触感应电能传输的原理、研究现状和发展趋势。针对非接触感应电能传输系统的构成,讨论了非接触感应电能传输系统的设计准则,介绍了变换器的互感等效电路模型,并进行了阻抗分析。对带可分离变压器的全桥串联谐振变换器的电路特性进行了分析,分析了变换器的谐振频率,利用正弦等效的方法分析了变换器的电路特性,对双极性控制和移相控制全桥串联谐振变换器进行了电路仿真。在阐述可分离变压器特点和分类的基础上,对可分离变压器的磁路进行了分析。讨论了绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用电磁场软件ANSYS进行了有限元仿真,得出了变压器参数随气隙变化的规律。对设计的可分离变压器的参数进行了测试,并给出了实际测试结果。对全桥串联谐振变换器构成的非接触感应电能传输系统进行了实验验证,给出了可分离变压器气隙分别为4mm和10mm的实验结果。

关键词：非接触感应电能传输互感等效电路谐振可分离变压器全桥

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半桥双降压式逆变器电流检测及控制方法改进

南京航空航天大学学报 2006年第3期38卷 276-280页

作者：马海啸毛赛君龚春英严仰光南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室南京210016

滞环控制半桥双降压式逆变器实现了逆变器的无偏置电流模式,桥臂不可能直通,功率开关管和续流二极管可分别最优选取,具有较高的效率。但其电流采样为两电感电流独立采样,因此需要两套电流采样电路。本文研究了一种基于单电流检测的改进... 详细信息

滞环控制半桥双降压式逆变器实现了逆变器的无偏置电流模式,桥臂不可能直通,功率开关管和续流二极管可分别最优选取,具有较高的效率。但其电流采样为两电感电流独立采样,因此需要两套电流采样电路。本文研究了一种基于单电流检测的改进的控制方法。该方法将精密整流电路引入逆变器的控制电路中,利用精密整流电路的特性,将单电流检测信号分解成两个正负不失真的半波信号,实现半桥双降压式逆变器的控制。该方法在不影响逆变器各项性能指标的前提下,缩小了逆变器的体积,节约了成本。作者研制了一台500 W的原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性。

关键词：半桥双降压式逆变器电流检测滞环电流控制精密整流

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一种双管正激变换器的环流分析及其抑制

制造业自动化 2011年第9期33卷 106-110页

作者：沈国良毛赛君南京化工职业技术学院南京210048 通用电气(中国)研究开发中心有限公司上海201203

交错并联双管正激磁集成变换器的高频变压器磁芯双向磁化,提高了磁芯利用率,但其工作时原边绕组中会产生环流,增加变换器的损耗。本文对一种交错并联双管正激磁变换器环流产生的机理进行了详细的研究,变换器原边环流的产生和副边整流二... 详细信息

交错并联双管正激磁集成变换器的高频变压器磁芯双向磁化,提高了磁芯利用率,但其工作时原边绕组中会产生环流,增加变换器的损耗。本文对一种交错并联双管正激磁变换器环流产生的机理进行了详细的研究,变换器原边环流的产生和副边整流二极管的反向恢复有关,据此研究了一种在副边增加抽头滤波电感的环流抑制电路,设计了一台300W的原理样机对上述环流消除方法进行了实验验证,实验结果表明,上述措施很好地消除了变换器的环流,减小了变换器的通态损耗,提高了变换效率。

关键词：磁集成交错并联双管正激变换器环流抽头滤波电感

新型ZVS交错并联双管正激组合变换器的研究

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电气自动化 2007年第4期29卷 27-28,37页

作者：徐建中冯遵安毛赛君南京化工职业技术学院江苏南京210048 通用电气

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成,共用一个高频变压器,提高了磁芯利用率。同时,该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制,利... 详细信息

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成,共用一个高频变压器,提高了磁芯利用率。同时,该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制,利用变换器副边谐振电感的能量来实现开关管的零电压开关。本文详细分析了该变换器的工作原理,并且给出了实验结果。

关键词：双管正激组合变换器零电压开关交错并联

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双正激变换器软开关拓扑的分析与评价

电源世界 2005年第7期 20-26,5页

作者：毛赛君王慧贞南京航空航天大学南京210016

双正激变揣器广泛应用于中、大功率场合。为了提高变换器的功率密度和效率,必须提高开关频率并减少开关损耗,这就要求开并管工作在软开关方式。本文系统地分析了双正激变换器软开关拓扑的主要工作原理、优缺点和应用场合,并选取一种新... 详细信息

双正激变揣器广泛应用于中、大功率场合。为了提高变换器的功率密度和效率,必须提高开关频率并减少开关损耗,这就要求开并管工作在软开关方式。本文系统地分析了双正激变换器软开关拓扑的主要工作原理、优缺点和应用场合,并选取一种新型的双正激软开关组合变换器拓扑作为高压直流输入航空静止变流器的DC DC级拓扑,成功研制了一台4KW的原理样机,并给出了实验结果。

关键词：双正激变换器组合变换器软开关

非接触感应电能传输系统可分离变压器特性分析

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电源世界 2006年第5期 37-39页

作者：毛赛君王慧贞南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室南京210016

本文对非接触感应电能传输系统中可分离变压器的特点进行了研究,分析了可分离变压器的磁路和电路,讨论了变压器绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用ANSYS电磁场仿真软件进行定性分析,得出了一些关键设计准则。并在气隙为 4mm... 详细信息

本文对非接触感应电能传输系统中可分离变压器的特点进行了研究,分析了可分离变压器的磁路和电路,讨论了变压器绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用ANSYS电磁场仿真软件进行定性分析,得出了一些关键设计准则。并在气隙为 4mm和10mm的可分离变压器构成的1kW原理样机进行了实验验证,给出了实验结果。

关键词：可分离变换器非接触感应电能传输耦合系数

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直流变压器及其在两级功率变换中的应用

电源世界 2005年第6期 51-54,35页

作者：毛赛君王慧贞南京航空航天大学南京210016

本文详细阐述了直流变压器的基本概念,直流变压器利用变压器漏感能量实现能量的传输,不需输出滤波电感。采用开环控制,恒占空比工作,电路结构简单,易于实现高频软开关和高功率密度,变换效率高。最后系统总结了直流变压器在两级结构的VR... 详细信息

本文详细阐述了直流变压器的基本概念,直流变压器利用变压器漏感能量实现能量的传输,不需输出滤波电感。采用开环控制,恒占空比工作,电路结构简单,易于实现高频软开关和高功率密度,变换效率高。最后系统总结了直流变压器在两级结构的VRM、级联式双向DC-DC变换器以及航空静止变流器三种不同的两级功率变换场合的应用。

关键词：直流变压器两级结构电压调节模块双向变换器航空静止变流器

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具有电压前馈的两级式逆变器的稳定性分析

电力电子技术 2022年第3期56卷 105-107,111页

作者：张一弛姚志垒毛赛君江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212000 上海海事大学物流工程学院上海201306 上海忱芯科技有限公司上海201210

针对两级式逆变器因负载突变引起的电压不稳定问题,提出了带有电压前馈和有效值反馈比例积分(PI)补偿器控制两级式逆变器运行。前级变换器采用有源超前滞后补偿器的电压环控制直流母线电压稳定。基于小信号数学模型,给出了前级变换器闭... 详细信息

针对两级式逆变器因负载突变引起的电压不稳定问题,提出了带有电压前馈和有效值反馈比例积分(PI)补偿器控制两级式逆变器运行。前级变换器采用有源超前滞后补偿器的电压环控制直流母线电压稳定。基于小信号数学模型,给出了前级变换器闭环输出阻抗和后级变换器闭环输入阻抗,并引入***判据分析了两级式逆变器在空载和满载下的稳定性。根据***判据的分析结果,推出在电压前馈和有效值反馈PI补偿器控制下,两级式逆变器可实现空载和满载切换运行。最后,通过仿真和实验结果的分析,充分证明了该控制方式的可行性和有效性。

关键词：逆变器两级式电压前馈

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一种抑制UPS充电启动冲击电流的控制策略

电力电子技术 2021年第11期55卷 42-45页

作者：卢茂中陆熙肖岚毛赛君南京航空航天大学江苏南京211106 忱芯科技(上海)有限公司上海201203 复旦大学上海200433

针对不间断电源(UPS)充电电路中由于母线电容的存在,并网会存在较大的启动冲击电流问题,提出了一种抑制启动冲击电流控制策略。通过在并网前对母线电容进行预充电的方式,实现充电启动过程中无电流冲击,相较于传统跨接预充电电阻的方案,... 详细信息

针对不间断电源(UPS)充电电路中由于母线电容的存在,并网会存在较大的启动冲击电流问题,提出了一种抑制启动冲击电流控制策略。通过在并网前对母线电容进行预充电的方式,实现充电启动过程中无电流冲击,相较于传统跨接预充电电阻的方案,该方法降低了系统成本,提高了可靠性。首先介绍了UPS充电电路,分析了UPS充电启动过程中冲击电流产生的原因,建立了其数学模型,并对冲击电流和电容浪涌电压进行分析;然后对启动控制过程进行详细分析;最后搭建UPS充电电路硬件平台。仿真和实验验证了所提充电启动控制策略的可行性。

关键词：不间断电源冲击电流抑制