基于MATLAB/simulink的MCR-WPT谐振补偿电路比较分析

本文基于电路理论对磁耦合谐振式无线电能传输系统(MCR-WPT)的四种经典谐振补偿电路进行传输功率和传输效率的理论分析和研究,同时进行利用MATLAB/simulink仿真谐振补偿电路的可行性研究;之后利用MATLAB/simulink对谐振补偿电路进行仿真,得出四种谐振补偿电路传输效率与工作频率的关系以及动态负载的工作条件下传输效率和功率的变化情况;同时提出一种综合评价谐振补偿电路性能的评价方法,得出串-串型(SS)谐振补偿电路最适合应用于磁耦合谐振式无线电能传输系统的结论。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计

采用电磁耦合谐振式无线电能传输技术,运用理论与实验相结合的方法,设计了一种简易的小功率磁耦合谐振无线电能传输系统。     

一种谐振式无线电能传输技术的研究

谐振式无线电能传输技术是一种利用发射线圈与接收线圈之间的强磁耦合实现无线电能传输的技术。文章介绍了一种谐振式无线电能传输系统,主要由直流电源、驱动电路、发射线圈、接收线圈和负载5个部分所组成。该系统可点亮传输距离为10 cm的9W节能灯,具有一定的应用价值。     

线圈空间方位对MCR-WPT系统传输效率的影响研究

针对线圈空间方位改变对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统传输效率下降问题,本文研究了系统中的收发线圈间的偏转或错位对系统电能传输效率影响。首先利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统传输效率表达式,分析了互感系数、线圈间的空间方位与系统传输效率的关系,并借助COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建模分析系统传输效率与线圈间角度偏转和径向距离在不同传输距离下的关系,搭建了两线圈MCR-WPT实验系统。实验和仿真结果表明,传输距离一定,线圈间偏转角度小于60°,系统传输效率变化不大;但当偏转角度超过60°,系统传输效率随着偏转角度的增大迅速降低。     

磁流变阻尼器结构设计与能量采集效能仿真与试验

设计了一种集阻尼可控、位移自感应和振动能量采集功能于一体的自感应振动能量采集型磁流变阻尼器,对设计的单感应线圈式、双感应线圈式振动能量采集装置进行了电磁场仿真分析。搭建了试验测试系统,测试分析了单感应线圈式、双感应线圈式振动能量采集装置的能量采集效能,分析了弱导磁性不锈钢绕线架和不导磁PLA绕线架对能量采集效能的影响。测试结果表明,在幅值为7.5 mm、频率为4 Hz的正弦位移激励下,双感应线圈式振动能量采集装置采集的感应电压幅值为2.512 V、能量采集功率为1.5 W,其能量采集效能约为单感应线圈式的2倍;弱导磁性与不导磁绕线架的能量采集效能几乎相同。     

基于螺线管线圈的无线电能传输系统的研究与优化

本文以螺线管线圈无线电能传输系统为研究对象,利用互感理论对其等效电路模型展开分析,算出系统的传输功率和效率的数学表达式.在构建的实验电路基础上,研究了交流电源电压的频率f、能量收发线圈间距离d及负载阻值RL的变化对系统传输性能的影响.最后通过对实验结果进行优化分析,得出了系统设计的优化方案.     

新能源汽车非接触式远程无线充电系统优化设计与分析

无线充电技术作为一种创新的充电方式,为新能源汽车提供了更加便捷和高效的充电体验。为了进一步提高无线充电距离与充电效率,基于磁耦合感应式静态非接触充电技术,提出“双接收线圈”充电方案,阐述了磁耦合感应式非接触充电系统结构组成与工作原理,并对双接收线圈系统的智能控制系统进行优化设计。试验结果表明,与单接收线圈系统相比,能够更高效地将电能传输到新能源汽车,减少了能量损失,降低了充电时间和能源成本。研究结果旨在推动新能源汽车的普及和无线充电技术的进一步发展,为新能源汽车充电基础设施提供了一种更加高效和便捷的解决方案。     

超磁致伸缩伺服阀用电—机转换器传热及热误差分析

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。     

基于磁通控制的 自动调谐消弧线圈的设计研究

首先对谐振接地方式正常运行和单相故障等值电路进行分析。然后基于磁通控制原理,以带铁芯气隙的双绕组变压器为基础原件,采用有源逆变技术对原边线圈回路电流进行实时动态跟踪,通过调节磁通补偿系数达到一次侧等效电感线性无级可调的效果。最后建立了经磁通控制消弧装置补偿的系统发生单相金属性接地短路故障的Simulink仿真模型,结果显示消弧线圈补偿裕度宽、无谐波污染、且能够实现无级调节。     

电工技术基础讲座之十九

第三节 特殊变压器 特殊变压器一、自耦变压器自耦变压器是一种只有一个线圈的变压器,即一次线圈和二次线圈共用一部分线圈,一、二次线圈除有磁耦合外,还有电的直接联系,如图6—7所示.     

浅谈电动汽车无线充电系统设计

文章针对电动汽车无线充电安全问题,设计了一种磁耦合谐振式安全型无线充电系统,该系统输出端实时监测电池电压与电流以及电池温度并反馈给输入端,电池端在充电时期采用主流的恒流—恒压充电方式。基于Matlab/Simulink仿真表明,所设计的系统在充电过程中电压电流波形平滑,电池温度良好,对电动汽车无线充电发展有着重要影响。     

拖拉机双向耦合电驱动系统设计与性能分析

针对双电机驱动电动拖拉机的多工况作业需求,提出了一种电动拖拉机双向耦合装置结构基本方案。在对行星齿轮机构传动理论研究的基础上,对提出的方案进行拓扑设计,推导各个方案的转速转矩关系式,通过分析其传动特性,优选出最终方案。对优选出的方案进行动力匹配、参数计算及参数化建模,得到双向耦合装置的三维模型。基于ADAMS搭建耦合装置的虚拟样机模型,对其进行运动学仿真分析,并试制样机进行装机试验。基于ANSYS Workbench建立耦合装置的有限元模型,通过模态分析,求得其前10阶振型以及相应的振型图。仿真和试验结果表明：设计的电动拖拉机双向耦合装置可实现功率的双向耦合流动,且响应速度快、动力传递平稳、无较大冲击;双向耦合装置的1阶固有频率为1 905.5 Hz,高于电动机激振频率带1 020～1 380 Hz,可避免产生共振,满足电动拖拉机多工况作业需求。     

拖拉机电液耦合转向试验平台设计与硬件在环试验

针对电液耦合转向方案转向特性尚不明晰、转向数据采集和记录困难等问题,提出一种硬件在环拖拉机电液耦合转向试验平台设计方案。平台参数设计过程主要考虑功率损耗,为了满足电液耦合转向系统的性能要求,进行精度设计与量程设计。通过总体参数设计,得到电动助力、液压助力和阻力加载系统的参数计算模型,并基于AMESim建立电液耦合转向系统的控制与机械模型仿真进行了参数优化。通过基于dSPACE以及PXI的硬件在环控制方案,进行了各类转向工况试验验证,验证结果表明：阻力加载模拟系统能根据不同的地面条件、行驶工况等参数实现动态加载,响应速度和控制精度均能实现田间阻力模拟要求;电液助力转向系统能够产生较好的平滑助力,具有良好的转向路感;控制系统能与各传感器硬件协同配合,使拖拉机电液耦合转向试验平台具有良好的响应特性,能够真实还原拖拉机转向过程。     

低温环境下ISG技术柴油机起动性能分析

分析了低温环境下ISG技术柴油机起动性能的主要影响因素,结合柴油机的起动阻力矩、最低起动转速和ISG电机工作特性等因素,确定了ISG电机的最大输出功率;考察了极板结构、电解液温度对蓄电池容量的影响,研究了起动阻力矩与ISG电机功率、蓄电池容量之间的匹配关系,得到了起动阻力矩随环境温度、起动转速的变化规律.试验表明:减少板极厚度、增加板极高度,适当提高电解液密度,可以提高蓄电池容量;在相同的环境温度下,起动阻力矩随起动转速的提高而增大,当转速高于200 r/min时,转速每提高50 r/min,起动阻力矩增加4～11 N·m;当环境温度低于0℃,转速不变时,环境温度每降低5 oC,起动阻力矩增加约3～5 N·m;-25℃下ISG技术柴油机的起动着火转速可达350 r/min以上,起动时间缩短,且起动过程中转速过渡较为平滑,有利于提高起动工况下的动力性、改善排放性.     

双模式机电复合传动方案设计与特性对比

阐述了多模式机电复合传动的工作原理。提出了折线式双模式机电复合传动速度特性,提供了基于该速度特性双模式机电复合传动方案设计方法。设计了4种双模式机电复合传动系统方案。对4种双模式机电复合传动方案进行了速度、转矩、功率特性理论分析、仿真验证和对比分析。发动机输入连接第一行星排齿圈的方案,从转速关系、转矩关系以及功率关系上均满足车辆要求,并且行星排的参数调节范围较宽。方案选择需综合考虑电力相对分流功率、电动机弱磁比、冷却方式和系统应用背景等。     

重型车辆电传动控制系统设计与仿

设计了由转速、电流双闭环构成的电传动控制系统,使驱动电动机的输出功率与发动机输出功率相匹配,保证发动机能按其经济特性运行.起动时保持恒定最大允许电流,在尽可能短的时间内增加转速,使车辆具有良好的起动性能.在车辆行驶中保持系统的恒定输出,克服行驶阻力突然变化等扰动的影响.运用Matlab进行了仿真,得到了良好的静、动态品质.     

移动装备捷联惯性导航系统误差补偿技术研究

以农用机械或者采矿装备等移动装备为研究对象,采用捷联惯导对移动装备位姿进行检测,基于运动载体振动建立了捷联惯导误差补偿模型。首先,对运动载体的角振动和线振动进行等效处理,推导了基于三子样和四子样的捷联惯导圆锥误差以及划船误差补偿模型;其次,搭建捷联惯导定位平台并在农用机械上进行实验研究;实验结果表明三子样和四子样补偿算法能够提高未补偿算法下的捷联惯导定位精度,且四子样补偿算法下的圆锥误差和划船误差较三子样补偿算法分别提高了29.8%和28.3%。     

Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能.     

Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能.     

磁力泵磁力联轴器传动的影响因素

为研究磁力泵磁力联轴器的传动性能影响因素,基于Ansoft-Maxwell软件对设计模型进行数值计算,定性分析模型在不同磁极对数和磁钢间隙时对磁转子传动性能的影响.以磁转矩与磁涡流损耗作为评价指标,分别设计4～26对不同排列方式的磁块,并对磁转子的磁场分布进行分析,求得不同磁极对数下磁转子的磁转矩峰值、磁涡流损耗平均值以及离套所受内外磁块的合力F的大小,得到设计模型在16对时磁转矩与磁涡损达到最佳值.以16对磁极对数磁转子为例,单一改变相邻磁钢间的间隙度数,分别从1°,2°,3°,4°共4种不同情况下,研究间隙大小对磁转矩与磁涡流损耗的影响规律,结果表明,增大磁钢间隙会导致磁转矩与磁涡流损耗有小幅度减小,但在间隙中间加入基体A3钢且保持其他条件不变时,会导致磁涡流损耗值增大1.2倍左右.研究的结果可为磁力泵磁转子参数化设计提供一定参考.