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1、设计的一个高频电感耦合功率传输系统对电动汽车的电池充电1.介绍在许多应用程序中,ICPT系统有几个优势在常规的能源传输技术使用连线和连接器。例如,ICPT系统已经首选解决方案在危险的应用程序由于消除引发-ng和电击风险[1]。这种系统的发展年代改善和更多的应用程序,它们是西装能够稳步增长:非接触电源为职业工具[2],在大型非接触的电池充电的空气间隙电动汽车[3],紧凑的电子设备[4],移动电话[5]和公共交通系统[6]。通常,一个ICPT端由磁感应在专门建造的变压器。在这样的变压器,电感en-ergy是转移到主镜通过空气。这是很
2、常见的,rela-tivelyICPT系统都有一个大的分离的初级和中级wind-ing之间(图1)。因此,这些变压器的特点非常有别于常规变压器拥有的好之间的耦合绕组。由于庞大的蜿蜒的分离、ICPT系统已经相对大型漏感和减少磁化变化,同时需要提供更大的im-plies磁化电流。所有这些特性使功率因数较低。在这两个国家主要和次要的方面显著降低工作效率系统的。改善ICPT的行为系统几个研究已经开展了为了找到最好的办法功率因数补偿的。在[7、8]不同的补偿他们的福利方案,给出了。尽管这些研究的设计过程是不清楚的。在[9]一个设计过程提出
3、了但是仍然存在着许多设计决好,取决于实际的情况下,这意味着设计过程需要发展的四个步骤:1.确定最小电气需求(电压双方和移交权力给负载)。2.执行第一个理论研究。3.模拟方法。4.测试实验最后的方法。不同的研究考虑高距离主和二次侧像5厘米。我们认为,对于酒吧—这可能过于lic7运输短,此外,在这样的环境下,阳离子很难保持常数差距和完美的绕组对齐。所以,覆盖到这些问题,本文研究了的一个200千瓦的迹象,35厘米差距ICPT系统和设计和测试的5kW实验室原型与20厘米的气隙。模拟和测试这个原型,影响气隙的变化和系统上的偏差行为进行了研
4、究,主要espe-cially效率的系统。有其他的问题,不包括在本文,应该可以调查,就像电磁排放的影响伙伴与ICPT系统就能够辨别出。这些高频率的字段可能影响电子设备的电动汽车和一些屏蔽可能会被要求。2.ICPT理论模型功率传输能力的体系所ICPT耦合系数、k[1]给出的的主要的自感系数和二级线圈互感系数对于改进负载的导电能力用合适的工作频率在电容器的选择上是必要的，C2充电负载最大C1在这个频率，总阻抗的系统是纯电阻,所以当前在阶段电压源和需要提供最小的电能。L1、L2是self-inductance的主要系数和二次线圈，M是
5、互感,提高传输功率的负载,这是必要的包括电容器在两边。工人们的共振频率在二次选择适当的电容器C2,权力转移到负荷最大。选择在一次侧的电容C1在这个频率,总阻抗的7系统是纯电阻性,因此当前在阶段电压源和需要传球,最低 明显的权力。如果串(SS)补偿被选中(即两个主要和二次相串联电容器各自的线圈),主要的电容是独立于两个磁耦合和负荷（9）。权力转移主要对二次已经被清理其中是通常被选出来的主要和次要的共振频率因此,电容值对于C1和C2是:得到理论价值为L1、L2和M的几何如图2,必须使用:给出了L17图2.原理实现的模型展示设计参数
6、。并且给出了L2其中R1和R2是等效半径的绕组。如果两个线圈有相同的尺寸,互感系数给出了7考虑一个情形,主要的轨道是较长比二次提取（L>>a）互感系数尽可能接近于线圈阻抗的标准可以用表示工作在二次谐振频率系统给出了,效率为了达到最大的效率其中ƒ0是该系统的共振频率。(2)式。显示更好的两个线圈之间的耦合,从而减少设计频率。一个频率因子Kω那边可以定义如下:Kω7必须大于统一和应确定每一次转身组合以达到最佳的效率。一旦这个频率确定后,剩余的参数如图3可以获得使用表情概括表1。3.样机设计萨拉戈萨大学进行的一项研究对城市公共汽车能源
7、的需求,建立常规模型表1：表情来确定电性参数的值图3.方案的实施和理论模型参数。公共汽车和150千瓦额定功率和最大消费周期109年代以来,随着两个加速度间隔和恢复精力在再生制动、消耗能量7.9MJ/周期。能量回收制动期间会750kJ/7周期,因此,能量被转让两种连续的停车站会是7.15MJ/周期。转会时期是设置为35年代,所需的功率是200千瓦。为了把系统安装公共汽车上,显示尺寸将h=0.35米,d=1.2米,L=4米,一个=1.2米。输入电压V1=540V和电动规格荷载是PL=200千瓦,喷枪=500V。一旦参数相关的应用系统
8、ICPT选择,第一个问题是计算剩余的参数:圈数和部分为每个缠绕、共振频率和补偿电路。做这些计算,不同的方程确定ICPT系统的行为(表现在第二节)已开始实施,在Matlab程序。该模型计算了共振频率、电容C1和C2,电压的电容VC1,VC2,主要动力P1、电力在路
