检索结果-南通市图书馆

基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法

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电工技术学报 2024年

作者：李小飞蒋光利李志恒戴欣苏玉刚重庆大学自动化学院

为了解决自动导向车(AGV)无线充电系统中互感与负载变化导致系统输出电流和系统效率变化的问题，该文提出一种基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法。首先，该文进行系统电路分析，给出了互感与负载的识... 详细信息

为了解决自动导向车(AGV)无线充电系统中互感与负载变化导致系统输出电流和系统效率变化的问题，该文提出一种基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法。首先，该文进行系统电路分析，给出了互感与负载的识别原理。其次，阐述了基于该互感与负载识别原理的系统闭环恒流与效率优化控制方法。在闭环恒流控制方面，对基于移相控制的闭环系统进行了分析，说明了该系统利用反馈检测电压进行输出电流闭环控制的基本原理。在效率优化控制方面，针对LCC-LCC和SS谐振补偿拓扑建立了效率数学模型，对两种补偿拓扑工作模式下的效率负载临界点（也即两种拓扑下系统效率相等时的临界负载取值）进行了分析，给出可通过识别负载以优化系统效率的方法理论依据，得到了基于互感与负载识别的系统效率优化控制流程。最后，搭建了实验装置样机平台，分别对互感与负载识别方法、系统闭环恒流控制方法和效率优化控制方法进行了实验验证，结果表明了该文所提方法的可行性和有效性。

关键词： AGV MC-WPT系统闭环恒流参数识别效率优化

基于电场耦合的电能信号并行传输系统串扰抑制方法

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1613-1626页

作者：苏玉刚邓晨琳胡宏晟孙跃李雨蒙邓仁为重庆大学自动化学院重庆400043 国家无线电能传输技术国际联合研究中心重庆400043

针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波... 详细信息

针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波电路参数变化对电能串扰增益的影响;基于交流阻抗法及香农定理分别给出了信号传输增益及信道容量表达式,分析了信号支路参数对信道容量的影响;在综合考虑信号传输增益、信道容量及阻波电路参数敏感性的情况下,给出系统信号支路参数的设计方法。该方法能保证系统在较大功率下降低电能串扰,保障信号稳定传输,实现信号的双向高速传输。通过仿真与实验验证了所提出的拓扑和参数设计方法的有效性。搭建的实验装置实现了传输530.4 W的电能,23.28 Mbit/s信号正向传输速度和24.2428 Mbit/s信号反向传输速度。

关键词：电场耦合式无线电能传输信号双向传输电能串扰参数设计

电场耦合电动车动态无线充电系统及耦合机构设计方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：苏玉刚檀竹斌胡宏晟陈丰伟邓仁为重庆大学自动化学院

电场耦合无线电能传输（EC-WPT）系统具有耦合机构轻薄且成本低、对耦合机构之间或周围导体产生的涡流损耗小等优点，适用于电动车动态无线充电应用。本文构建了一种基于分段式耦合机构的动态EC-WPT系统，以双边LC补偿的动态EC-WPT系统... 详细信息

电场耦合无线电能传输（EC-WPT）系统具有耦合机构轻薄且成本低、对耦合机构之间或周围导体产生的涡流损耗小等优点，适用于电动车动态无线充电应用。本文构建了一种基于分段式耦合机构的动态EC-WPT系统，以双边LC补偿的动态EC-WPT系统为对象，建立了系统的数学模型，对系统的接收极板在分段式导轨上方移动时系统的输出特性进行了理论推导；给出了一种分段式导轨的供电切换策略；以提升系统传输性能及耦合机构抗横向偏移能力等为目标，给出了一种分段式耦合机构的参数设计方法；建立了系统的仿真模型对接收极板运动过程中系统的输出功率进行分析；搭建了一套实验装置对所设计系统及参数设计方法的合理性进行验证。仿真和实验结果都表明了接收极板在相邻两段导轨过渡区域时系统的输出功率变化趋势与理论结果一致。

关键词：动态无线充电电场耦合分段式导轨输出功率波动耦合机构参数设计

具有平面灵活供电特性的三极板SCC-WPT系统

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中国电机工程学报 2023年第23期43卷 9251-9261页

作者：刘哲苏玉刚胡宏晟戴欣孙跃重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400044

单电容耦合无线电能传输(single capacitive coupled wireless power transfer,SCC-WPT)技术主要通过一对极板即可实现无线电能传输,不仅可以减少耦合机构的极板数量,还可以消除耦合机构极板之间的交叉耦合电容,因此,该技术在二维平面... 详细信息

单电容耦合无线电能传输(single capacitive coupled wireless power transfer,SCC-WPT)技术主要通过一对极板即可实现无线电能传输,不仅可以减少耦合机构的极板数量,还可以消除耦合机构极板之间的交叉耦合电容,因此,该技术在二维平面移动设备的无线供电应用中具有较好的灵活性。基于该技术,文中提出一种可为二维平面上移动设备灵活供电的三极板SCC-WPT系统。通过分析三极板耦合机构的等效模型及绝缘介质对极板间互容的影响,给出系统的受控电压源等效电路及系统的谐振条件;结合耦合电容CM和互容系数kc给出系统的参数设计方法。最后通过实验验证提出的三极板耦合机构及系统参数设计方法的可行性和有效性。实验结果表明,负载在平面上任意位置传输性能基本不变,且功率保持稳定。相比于传统的SCC-WPT系统,该文利用新增的一块极板可以增加对地耦合电容,克服了杂散电容对系统的影响,提高了系统的性能稳定性和鲁棒性。研究成果可为二维平面移动设备的静态和动态无线电能供电提供新的方式。

关键词：无线电能传输单电容耦合三极板耦合机构移动设备灵活供电

基于双边LC补偿的单电容耦合无线电能传输系统

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4306-4314页

作者：刘哲苏玉刚邓仁为钱林俊戴欣重庆大学自动化学院重庆400043 无线电能传输技术国家级国际联合研究中心重庆400043

单电容耦合无线电能传输(SCC-WPT)消除了传统电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)中交叉耦合电容的影响,更适用于二维平面移动设备的无线供电。但现有的SCC-WPT系统由于其功率等级小、传输效率低限制了该技术的进一步发展。该文对SCC-WPT系... 详细信息

单电容耦合无线电能传输(SCC-WPT)消除了传统电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)中交叉耦合电容的影响,更适用于二维平面移动设备的无线供电。但现有的SCC-WPT系统由于其功率等级小、传输效率低限制了该技术的进一步发展。该文对SCC-WPT系统的拓扑结构和参数设计方法进行研究,给出一种可使系统输出功率和效率大幅度提升的拓扑结构和两种参数设计方法。基于提出的拓扑和参数设计方法搭建实验样机,通过实验对系统的能效特性、输出特性和抗偏移性能进行研究。实验样机在采用LCC配谐方法时输出功率达到1.43kW,效率达到85.9%,且具有恒流特性;采用LC配谐方法时,系统输出功率达到1.24kW,效率达到91.9%,且具有恒压特性;同时两种配谐方法都使系统具有较好的抗偏移特性。该文的研究成果给SCC-WPT技术提供了新的研究思路,有利于促进SCC-WPT系统的机理研究和该技术的进一步发展。

关键词：无线电能传输(WPT) 电场耦合单电容耦合双边LC补偿输出特性

水下具有旋转耦合机构的电场耦合无线电能传输系统及参数优化方法

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电工技术学报 2022年第10期37卷 2399-2410页

作者：苏玉刚钱林俊刘哲邓仁为孙跃重庆大学自动化学院重庆400044 国家无线电能传输技术国际联合研究中心重庆400044

现有水下环境的电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)系统耦合机构大多采用平板式,无法适用于水下旋转场合无线供电应用场景。针对以上问题,提出一种水下具有旋转耦合机构的EC-WPT系统,给出耦合机构绝缘层相对介电常数和厚度对耦合电容的影... 详细信息

现有水下环境的电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)系统耦合机构大多采用平板式,无法适用于水下旋转场合无线供电应用场景。针对以上问题,提出一种水下具有旋转耦合机构的EC-WPT系统,给出耦合机构绝缘层相对介电常数和厚度对耦合电容的影响规律和绝缘层材料及厚度的选取方法,并建立耦合机构模型;以双侧LC补偿的EC-WPT系统为例,建立该系统的等效电路模型,以系统输出功率和传输效率为优化目标,将抗偏移性作为约束条件之一,给出基于第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)的多约束多目标优化方法;通过LT-Spice仿真验证了参数优化方法的可行性和有效性;实验中搭建具有水下旋转耦合机构的EC-WPT系统样机,实现311W的功率传输,效率为87.4%,系统具有良好的抗偏移性。实验比较了水下和空气中的能量传输性能,在耦合机构及参数优化方法相同的情况下,系统在水下的输出功率比空气中高约2倍,并且在水下的抗偏移性优于空气环境。

关键词：无线电能传输电场耦合水下旋转耦合机构参数优化抗偏移性

金属环境下EC-WPT系统能效特性分析及神经网络模型构建

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8527-8537页

作者：苏玉刚王桢桢胡宏晟孙跃刘哲重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400030

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... 详细信息

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。

关键词： EC-WPT系统金属环境能效特性神经网络

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双向无线电能传输技术的研究现状

中国电机工程学报 2023年

作者：孙敏戴欣李艳玲苏玉刚西华大学电气与电子信息学院重庆大学自动化学院

传统的无线电能传输技术主要面向单向能量传输，随着无线电能传输技术应用领域的拓展，迫切需要双向无线电能传输(Bidirectional Wireless Power Transfer， BWPT)技术以实现无线充电设备间的能量交互。本文首先简述了BWPT系统的基本工... 详细信息

传统的无线电能传输技术主要面向单向能量传输，随着无线电能传输技术应用领域的拓展，迫切需要双向无线电能传输(Bidirectional Wireless Power Transfer， BWPT)技术以实现无线充电设备间的能量交互。本文首先简述了BWPT系统的基本工作原理，主要从BWPT系统的典型双向变换拓扑、谐振网络、同步控制技术、功率控制策略、软开关运行及其应用场景等方面论述了其研究成果，分析了电容式双向无线电能传输系统的发展现状和该技术亟待解决的关键问题，最后对BWPT系统未来值得关注的研究方向进行展望。

关键词：双向无线电能传输变换拓扑同步控制功率流

磁耦合机构拾取线圈平面金属的影响及其抑制方法

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电工技术学报 2022年第3期37卷 578-588页

作者：苏玉刚刘家鸣王智慧戴欣阳剑复杂系统安全与自主控制教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400044 重庆大学自动化学院重庆400044

针对磁耦合机构中与拾取线圈同一平面的金属对磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统带来的涡流损耗与系统失谐问题,通过建模与仿真分析,给出了不同材料、尺寸、位置的金属对耦合机构参数和MC-WPT系统性能的影响规律。并在此基础上提出了一种... 详细信息

针对磁耦合机构中与拾取线圈同一平面的金属对磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统带来的涡流损耗与系统失谐问题,通过建模与仿真分析,给出了不同材料、尺寸、位置的金属对耦合机构参数和MC-WPT系统性能的影响规律。并在此基础上提出了一种主动抑制线圈平面的金属对系统影响的耦合机构,给出其参数设计方法。最后通过仿真与实验验证所提耦合机构及其参数设计方法的正确性与有效性。

关键词：无线电能传输磁场耦合金属影响耦合机构