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1、第3期微处理机No.32006年6月MICROPROCESSORSJun.,2006#微机应用#基于非接触电能传输电路的技术分析王平楠唐厚君(上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200030)摘要:给出了非接触感应式电能传输的基本原理,针对松耦合电路,分析了影响电能传输效率的主要因素,研究可行的拓扑补偿结构,提高传输的有效性和稳定性,设计提出了一个可行性方案并开发出一个用于基本验证的功能样机。关键词:非接触;感应式电能传输;松耦合中图分类号:TM41/47文献标识码:A文章编号:1002-2279(2006)03-0063-04TheTechniqueAnalysisbasedonInd
2、uctiveElectricPowerTransmissionWANGPing-nan,TANGHou-jun((SchoolofElectronicsInformationandElectricEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:Inthisarticle,Itgiveoutthebasicprincipleofthecontactlessinductivetransmission.BasedontheLCIPTcircui,tanalyzethemainfactorswhichinflu
3、encetheefficiencyofpowertransmis-sion,studythereasonableexpiationtopologystructure,raisetheusefulnessandthestabilityofthesys-tem.Finally,anexampleofLCIPTsystemhasbeenpresented,whichdemonstratesmyprojectdesignispracticalandreasonable.Keywords:Contactless;Inductivetransmission;LCIPT当前电能传输领域的一大研究热点,在国
4、外已经广1引言泛应用于轨道交通、生物医学和家用电器等各个领现有的电能传输方式分为接触式电能传输域。但该技术在国内尚属起步阶段。(Conductivetransmission)和非接触式电能传输(in-非接触式电能传输按工作原理可分为感应式、ductivetransmission)。接触式电能传输由于通过直微波式两类。本文主要给出了感应式电能传输方法接电气连接来实现,本身固有一些难以克服的缺陷,的基本原理。接着分析了影响电能传输效率的主要如易磨损、易触电、难保养、难管理等,已经越来越不因素,针对松耦合电路,研究可行的拓扑补偿结构,能适合一些特殊的场合。在化工、采矿等易燃、易爆提高传输的有效性和
5、稳定性,设计提出了一个可行场合,采用接触式电能传输,因接触摩擦产生的微小性方案并开发出一个用于基本验证的功能样机。电火花,就很可能引起重大安全事故。在给移动设2非接触感应式电能传输的工作原理备供电时,一般采用滑动接触供电方式,这种方式在使用上存在诸如滑动磨损、接触火花、碳积和不安全非接触感应式电能传输电路的基本特征就是原裸露导体等缺陷。在水下供电或给气密仪器设备内副边电路(主要是线圈)分离。原边电路与副边电部供电时,接触式电能传输需要采用特别的连接器路之间有一段空隙,通过磁场耦合感应相联系。原设计,成本高且难以确保设备的水密性、气密性。而边电路把电能转换为磁场发射,经过气隙,在副边电且接触式
6、电能传输难以实现真正的无人管理。路通过接受装置,匝链磁力线,接受磁场能量,并通随着用电设备对安全性、可靠性等要求的不断过相应的电路连接到负载上,从而实现了非接触式提高,非接触式电能传输应运而生。非接触式电能电能传输。磁耦合装置可以采用以下3种形式,如传输由于其可靠性、安全性高,无需电路连接维护,图1所示。能够实现完全气密性、防水性和无人化管理而成为作者简介:王平楠(1980-),男,上海人,硕士研究生,主研方向:非接触式电能传输系统。收稿日期:2004-10-15#64#微处理机2006年图13种基本的磁耦合装置非接触感应式电能传输系统示意图见图2。MIsc=Ip(2)Ls22MIpQsPs
7、=(3)Ls从式(3)可以看出,提高电能传输的大小可以通过增大X,Ip,M和Qs或减小Ls来实现。但受应图2非接触感应式电能传输系统示意图用场合机械安装和成本限制,LCIPT系统中,M值一该系统中除气隙变压器以外,原、副边侧都有变般较小,而且一旦磁耦合装置设计完成后,M和Ls换器。先将普通工频的交流电整流成直流,再经的值就基本固定了。能够作调整的是乘积量2DC/AC转变成合适的高频交流电,作为变压器原边(XI
