感应电能传输系统基于阶梯波合成技术的谐波消除和脉冲密度功率调节方法

发布时间：2018-07-01 10:16

  本文选题：感应电能传输 + 阶梯波合成　； 参考：《中国电机工程学报》2017年22期

【摘要】：为提高感应电能传输系统输出功率,满足轨道交通大功率供电需求,该文采用一种基于三重级联的多电平逆变器拓扑结构,通过阶梯波合成消除3次、5次谐波的同时提出采用脉冲密度调节输出功率的方法。首先,建立谐波消除方程,分析在只消除3次谐波的条件下,调节脉宽或移相角调节输出功率时存在的输出功率调节范围小或电压谐波失真值较大的问题。为提高系统工作效率,选择同时消除合成输出电压中的3次和5次谐波,并计算出最优脉宽和移相角。为实现在消除3次和5次谐波条件下输出功率的调节,提出一种基于阶梯波合成技术的脉冲密度调制策略。在研制的基于三重隔离变压器级联拓扑结构的感应电能传输样机上验证该方法的可行性和有效性。测试结果表明,提出的方法可降低谐波在IPT系统中产生的额外损耗,特别是降低轻载时功率器件的开关损耗,进一步提高系统的工作效率。
[Abstract]:In order to improve the output power of induction power transmission system and meet the high power supply demand of rail transit, this paper adopts a topology of multilevel inverter based on triple cascade. The third and fifth harmonics are eliminated by step wave synthesis and the output power is adjusted by pulse density. First of all, the harmonic elimination equation is established, and the problem of small range of output power regulation or large distortion of voltage harmonic is analyzed when adjusting pulse width or phase shift angle to adjust output power under the condition of eliminating only third order harmonics. In order to improve the efficiency of the system, the third and fifth harmonics in the synthetic output voltage are eliminated simultaneously, and the optimal pulse width and phase shift angle are calculated. In order to adjust the output power under the condition of eliminating the third and fifth harmonics, a pulse density modulation strategy based on step wave synthesis is proposed. The feasibility and effectiveness of the proposed method are verified on a prototype of inductive power transmission based on cascade topology of triple isolation transformer. The test results show that the proposed method can reduce the extra loss of harmonics in IPT system, especially the switching loss of power devices under light load, and further improve the working efficiency of the system.
【作者单位】： 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室(中国科学院电工研究所);中国科学院大学;
【基金】：国家重点基础研究项目(2016YFB1200601-B21)~~
【分类号】：TM724

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本文编号：2087454