【摘 要】
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为了实现移动型在线监测移动设备和其他超高压线路上用电设备在野外长期持续性不间断工作的要求,结合电流互感器感应取能,超高压输电线路上移动型用电设备实现无线供电。首先
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为了实现移动型在线监测移动设备和其他超高压线路上用电设备在野外长期持续性不间断工作的要求,结合电流互感器感应取能,超高压输电线路上移动型用电设备实现无线供电。首先根据应用背景,确定无线能量传输系统的设计指标和应用架构。基于A4WP对无线电能传输的要求,确定了高频逆变器的部分设计指标。对常用的高频变换拓扑class D、classΦ2和classE进行了对比,选择class E的拓扑结构作为系统的拓扑结构,并基于该拓扑完成了实验平台的搭建。总结了class E参数影响输入功率和ZVS工作状态的规律:在Vin和D大致确定时,主要通过Lr和Cr来调整输出功率的大小;开关管的并联电容Cs主要影响开关管是否能实现ZVS。确定谐振线圈的基本结构和电容补偿方式。借助仿真软件HFSS,分析了平面螺旋线圈的参数影响,为了获得一个具有较高品质因数Qc的平面螺旋线圈,应该选择适当并联电流路径数Nb,尽可能减少线圈的匝数,同时还应具备较小的外围面积Se,较大的线宽w。分析了两线圈谐振时,轴向正对距离和轴向偏向距离对互感系数的影响:轴向偏向距离d2对互感系数k的影响只有在轴向正向距离d1较小时才比较显著。然后根据前后级电路的电流或电压特性,选择合适的电容补偿方式。对电路进行了实验验证。基于上述分析和涉及完成了实验样机的制作,并进行了实验论证,实验结果验证了设计的合理性和有效性。最终实现了一台样机,证明设计方法的正确性。
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