無線電能傳輸系統(tǒng)在傳輸過程中,針對系統(tǒng)失諧導致輸出功率大大降低的問題,文章在Matlab/Simulink仿真庫搭建了一套能夠自動進行頻率跟蹤反饋的磁諧振式無線傳能仿真系統(tǒng),并對高頻逆變電路觸發(fā)脈沖信號發(fā)生器進行了設計與改進,使系統(tǒng)能夠在發(fā)射端實現(xiàn)電壓電流接近同相位,從而使系統(tǒng)在收發(fā)端傳輸能量時,處于接近純阻態(tài)特性,減小了諧振線圈之間的無功損耗,增加了系統(tǒng)傳輸效率。仿真數(shù)據(jù)表明,該系統(tǒng)能夠?qū)崟r對發(fā)射端電流進行檢測,并通過數(shù)字鎖相環(huán)電路的調(diào)節(jié)信號對高頻逆變器進行調(diào)節(jié),輸出與發(fā)射端電流同相位的逆變電壓,實時進行動態(tài)調(diào)節(jié)。 

【文章來源】：現(xiàn)代電子技術(shù). 2020,43(18)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

無線電能傳輸簡化模型

由式（6）可以得出，η=G(f,M,RL,R1,R2)，當系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，輸入等效電阻R1與輸出等效電阻R2以及諧振頻率f大小確定，影響傳輸效率的主要變量為線圈互感M和RL，即η=G(M,RL)。圖2即為當系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，輸入等效電阻、輸出等效電阻、諧振頻率確定時，傳輸效率η受線圈互感M與負載電阻RL的三維變化曲線圖。2 技術(shù)原理及改進設計

本文的系統(tǒng)反饋電路設計原理圖如圖3所示。其工作原理為，發(fā)射端電流互感器對線路電流進行采集，然后將該電流信號通入2個選擇開關(guān)（Switch）中，從而產(chǎn)生2個與正弦交流信號同頻率的方波脈沖，但兩方波脈沖相位相差π，即2個方波脈沖信號同頻反相，將2個信號分別接入以系統(tǒng)固有諧振頻率為中心頻率的鎖相環(huán)中的Ref端口作為參考信號。此時鎖相環(huán)會進行以固有頻率為中心點的上下調(diào)頻，直至調(diào)到系統(tǒng)電流電壓能夠處于同相位的頻率以后，鎖相環(huán)進入鎖定狀態(tài)。從鎖相環(huán)出來的跟蹤信號第二次經(jīng)過選擇開關(guān)（Switch）電路進行脈沖占空比調(diào)節(jié)，為高頻逆變器電路上下橋臂的IGBT留有充足的死區(qū)時間以避免由于不對稱的開通和關(guān)斷時間造成的橋臂直通現(xiàn)象[7]。由于該設計是以鎖相環(huán)的跟蹤反饋信號作為逆變器中IGBT的信號脈沖，而當系統(tǒng)在開始啟動過程中時，反饋信號為0，系統(tǒng)不能夠自啟動。為了使系統(tǒng)能夠自啟動，而且在系統(tǒng)啟動以后將鎖相環(huán)跟蹤脈沖信號作為逆變器的控制信號，本文設計以系統(tǒng)固有諧振頻率作為信號發(fā)生器的信號頻率，并設置了具有時間延時設定的同頻反相脈沖信號。當系統(tǒng)在啟動時，由信號發(fā)生器提供脈沖方波信號，一旦鎖相環(huán)模塊頻率跟蹤信號產(chǎn)生時，設定有時間延遲的反相信號發(fā)生器產(chǎn)生反相信號，抵消信號發(fā)生器脈沖信號。此時，逆變電路脈沖方波信號由鎖相環(huán)跟蹤信號提供，最終達到跟蹤反饋的調(diào)節(jié)效果。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3313599