非接触电能传输系统松耦合变压器实验的研究.pdfVIP

第30卷第1期 电工电能新技术 Vol?30，No．1 2011年1月 Advanced ofElectrical and Jan．2011 Energy Technology Engineering 非接触电能传输系统的松耦合变压器实验研究 郑颖楠1，陈 红2，张西恩1 (1．燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室，河北秦皇岛066004； 2．中船重工船舶设计研究中心有限公司大连分公司，辽宁大连116005) 摘要：松耦合变压器作为非接触供电系统的关键部分之一，由于磁路中有较大距离的空气磁路，变 压器漏感较大，耦合系数不高，因此严重影响了能量传输功率和效率。文中针对影响变压器耦合系 数的因素，利用有限元软件ANSYS分另q对U、E型两种形状磁芯的磁场分布随气隙大小和绕组位 置进行有限元仿真研究，由磁力线的分布和走向可以看出这两个量对耦舍系数的影响。进而提出 一种可以提高耦合系数的改进磁结构的松耦合变压器，实验验证了理论分析。 关键词：松耦合变压器；非接触供电；ANSYS 中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1003．3076(2011)01-0064-05 验验证了理论分析。 1 引言 2拓扑结构和工作原理 目前，电能主要是由导线通过插头插座直接接 触进行传送的。这种电能传输方式由于存在物理接 新型无接触能量传递系统的基本构成包括：交 触和电气接触，在诸如潮湿、易燃易爆等环境中的应 流电源，初、次级整流、逆变电路，感应松耦合电磁结 用受到限制，而且可靠性差。新型无接触供电系统 构。初、次级子系统之间不存在物理连接，为了提高 综合运用电磁感应耦合技术、高频变换技术以及电 供电系统的输出功率、传输效率，提高供电质量，通 力电子等新技术，通过采用一、二次侧可分离的松耦 常在初、次级加入补偿环节旧1。图1给出了系统构 合变压器将电能从电源侧经气隙传递给一个或多个 成框图。相对于传统的感应能量传递系统，非接触 负载，从而安全、高效、可靠、灵活地实现了电能的无 能量传输系统耦合程度较小。为了提高系统的功率 接触传输，克服了传统的电能传输中存在的裸露导 传输能力，初级绕组通常采用高频交流驱动p·。 体、接触火花、电击、短路等不安全因素，广泛应用于 喷漆车间、石油、医疗、军事等领域，应用前景十分广 整瀛滤渡：臻：擘 蔓菠嚣控． “ j 阔…。 J-( 1r 点 趣 实现非接触电能传输的关键组成部分是初、次 f ‘： 补 j 偿 拓l予南气麓瑶连棱 话 级可分离的松耦合变压器。此外，松耦合变压器原、 -主L