考虑动态效应的无线电能传输系统特性研究

为了改进无线供电系统中用电设备与供电系统在相对运动条件下的电能传输特性,提出一种改进动态电能传输性能的线圈结构.首先,基于电磁耦合原理建立无线电能的动态传输模型,再依据Newman公式精确分析动态传输系统的互感,进而研究线圈匝数、传输线圈间距、接收线圈运行速度对互感、传输功率和效率的影响.仿真结果表明:所应用的互感计算方法可以比较准确地计算线圈之间的互感;线圈匝数、传输线圈间距、接收线圈运行速度等的改变将会引起传输特性的大幅变化;传输线圈的合理布置能使系统在减小动态磁耦合传输成本的情况下获取较好的电能传输性能,为动态无线电能传输提供参考.     

基于2FSK的ICPT系统高速信号传输方法

针对感应耦合电能传输(ICPT)系统信号传输存在信号幅值衰减和较强电磁干扰的问题,基于2FSK调制解调方式,提出了一种新型的高速信号传输方法.该方法在不增加系统主电路能量耦合线圈以及不影响主电路正常工作的前提下,实现了高速信号传输.分析了不同结构下主电路信道的阻抗和频域响应特性,确定了调制解调方法及其实现方案,并搭建了系统实验平台,在2.5和1.7 MHz的载波频率下,有效实现了100 kHz脉冲信号的传输.仿真与实验结果验证了所提出的高速信号传输方法的可行性.      

复合谐振型非接触电能双向传输模式

针对单级谐振的双向电能传输方式所存在的谐振容量小及器件应力大等缺点,提出一种基于LCL复合谐振的对称拓扑双向电能传输模式.建立了系统的交流阻抗模型,推导了系统输入输出增益,并分析了不同负载下系统的频率响应及不同负载与耦合系数下输出功率特性.在此基础上,给出一种基于能量注入和自由振荡双工作模式切换的输出电压调节方法,并给出一种切换占空比控制方法以保证输出电压的恒定.仿真与实验数据表明:基于双工作模式的双向电能传输模式能有效地实现能量双向传输,输出的电压纹波始终小于0.3 V,同时该模式还具有相对简单、易于实现的特点.      

基于LabVIEW的牵引供电电能质量检测与分析装置研究

针对现有电能质量检测装置只适用于三相四线制电力系统,在分析牵引供电系统多达16路电量信号时,不能对各电量信号间进行相关性分析的不足,以LabVIEW为平台开发了一套适合牵引供电系统特点的电能质量检测与分析程序。该系统实现了多路同步信号采集;利用三点法实现对牵引供电系统频率的测量、对称分量法精确计算牵引供电系统负序含量、离散傅里叶变换（DFT）实现s级谐波和间谐波检测;同时完成5类稳态电能参数的实时计算、存储、统计分析、报表等功能模块,并具备对暂态电能质量事件捕获、分析等初步功能,满足了铁路牵引供电不同供电方式下实时同步检测的要求。     

电动车在线供电系统高效配电方案

针对电动车在线供电系统存在严重的传输损耗问题,设计了一种高压传输-低压激励的高效配电方案.该配电方案采用高压导轨传送电能,以减小输送过程中的能量损耗;采用低压激励方式,以增强导轨的功率发射能力.给出了配电方案的基本框架,阐述了其工作原理;分析了传输损耗的机理,导出了传输损耗的计算表达式,并探讨了分段连续切换供电方法.最后,通过仿真分析和实验对该配电方案和分段连续切换供电方法的可行性和有效性进行了验证.分析结果表明,当传输距离约大于70 m时,该配电方案的传输效率具有明显优势,可以提高系统的远距离能量传输效率.      

基于滑模双环控制的感应耦合电能传输系统设计

为解决轨道交通供电负载频繁波动使得系统输出恒压困难的问题,提出了基于滑模控制和PI控制的双环控制策略.首先对原边建立离散时间动态模型、副边采用大信号模型分别进行建模;其次,基于系统建模设计双环控制策略,采用滑模控制控制电流内环、PI控制控制电压外环;最后,对设计的双环控制进行了实验验证.验证结果表明:恒压下进行70 Ω和50 Ω电阻切换时,电压变化约5%,并在15 ms左右恢复到稳定值,因此,在负载波动的条件下该控制策略能保证输出电压恒定和快的响应.      

一种应用于电动汽车的新型耦合机构优化设计

针对电动汽车无线充电应用,提出了一种凹凸型磁耦合机构,在减小磁芯体积的情况下实现了更好的耦合特性,提高了系统功率传输能力. 基于有限元理论,利用COMSOL电磁场仿真软件,建立了凹凸型耦合机构的有限元仿真模型,针对线圈两端凸起磁芯高度、线圈两端凸起磁芯长度配比、磁芯长度、磁芯长度与宽度之间的约束关系以及磁芯厚度等主要结构参数从互感及耦合系数等角度分别进行了分析和优化设计,并讨论了磁芯变薄后的磁饱和特性. 通过仿真和实验测试结果验证了所设计耦合机构的可行性及在磁场分布及耦合特性方面的优势,使得系统的输出功率和效率相对原条状磁芯结构分别提高了37%和10%.      

基于改进MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制

针对传统MRAS中转速环利用PI调节器时存在抗扰动能力较弱、系统精度较低等问题,用滑模控制器控制转速环,提出基于改进MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制策略。在PSIM中搭建系统仿真模型,并搭建永磁同步电机实验平台对该控制策略进行验证。结果表明,该控制策略具有更好的动态性能,鲁棒性强。     

铁道车轮踏面损伤实时监测方法研究综述

简要介绍列车车轮踏面损伤实时监测方法研究现状、特点及应用情况.列车车轮踏面损伤检测方式有静态检测和动态检测两种.其中,动态检测法可实现列车车轮的健康状态监测,根据传感器安装位置的不同可将动态检测方法分为轨旁式和车载式两种.对轨旁式检测法中轮轨力检测法、激光检测法、声发射检测法等方法及车载式检测法中的轴箱振动加速度检测法...     

基于小波束角超声测距的自适应式交通灯控制系统研究与设计

通过比较当前主流的交通灯自适应技术,介绍一种以单片机为控制核心、基于小波束角的自适应式交通灯控制系统.该系统选用小波束角的超声波传感器检测车流量,以此来避免相邻车道的干扰以及提高系统的推广性.系统供电方面采用太阳能电池板,交通信号灯和倒计时显示器采用恒流驱动电路,此外系统整体上利用无线模块进行通信,旨在便于实现集中控制、简化安装和节能环保.     

磁浮列车非接触式供电技术

针对高速磁浮列车在狭窄空间内高经济性、高可靠性车载供电需求，在耦合磁路、电气性能仿真、设计优化基础上，提出一种发射端多匝线圈且无磁芯、拾取端类似双U型耦合磁路结构的非接触供电系统（inductive power supply，IPS），该系统采用了理论设计、仿真分析以及试验验证相结合的研究方法. 首先，根据高速磁浮列车供电需求，通过理论计算确定各设备主要参数，完成IPS系统设计方案；然后，进行耦合磁路设计及仿真分析:利用Maxwell软件对多种耦合磁路进行3D仿真分析，确定耦合磁路最优设计方案，开展三维电磁仿真得到拾取装置与地面发射线圈间互感；紧接着，进行电气性能仿真分析:利用Matlab软件建立IPS系统电气仿真模型，仿真IPS系统传输功率及效率，根据供电需求确定补偿装置、地面逆变电源及DC/DC参数；最后，研制完成供电功率150 kW磁场耦合非接触供电系统，并部署于磁浮样车试验线，完成了现场EMC （electromagnetic magnetic compatibility）性能、电气性能测试验证. 验证结果表明:传输功率超过150 kW，效率92%，达到项目预期目标.      

电动汽车无线充电原理分析

就一款主、副边互感线圈均为串联谐振感应耦合的电动汽车无线充电原理电路进行了深入分析,经对电动汽车的蓄电池电压与输入交流电源电压之比的优化,得出了它在稳态工作时电路的输出功率、传输效率与电路参数的关系,并得到了与互感线圈对应的补偿电容上的电压与输入交流电源电压、蓄电池电压及互感线圈互感量间的关系。通过仿真,对以上结果进行了验证,此结果可以为电动汽车在行进中充电打下基础。     

电磁型高速磁浮列车直线发电机电动势计算

为解决高速电磁型高速磁浮车辆供电问题，推导了直线发电机线圈自感及互感位置函数．用有限元法计算有关参数，并通过模拟列车运行情况下直线发电机线圈、长定子同步电动机绕组和悬浮电磁铁励磁线圈的工作状况分析所得数据，推导出各位置函数的表达式和直线发电机电动势通式．当列车速度为100和150km/h时，计算值与实验结果相比误差小于7％．     

一种新型传感器在表面轮廓测量中的应用

介绍了一种新型的接触与非接触两用传感器,该传感器的非接触测量方式是基于改进傅科聚焦探测法原理,而接触测量方式则是基于微恒力电感测量原理。该传感器具有较大量程和较高分辨率等特点,可应用于表面轮廓测量系统中。     

基于瞬态有限元永磁同步电机静止位置检测策略

无传感器控制的永磁同步电机在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,本文针对该情况提出了一种基于瞬态有限元分析的转子位置和永磁极极性检测的策略和方法.以两相凸极永磁同步电机为例,通过对永磁同步电机瞬态磁场的有限元分析,考虑铁心饱和与注入信号瞬态特性的影响,提出一种对转子位置非常敏感的组合电感的计算算法,并给出基于该组合电感的转子位置和永磁极极性检测的策略和优化转子位置检测的方法.计算结果表明,该方法能在电机静止和低速时,快速准确地判断出转子位置和永磁极极性.     

Air Cored Rogowski Coil for Measurement of Partial Discharges

A Rogowski coil was designed to measure partial discharge (PD) signal with low currents and high frequency. The possibilities of obtaining better measurements of PDs were explored by changing the inductance, mutual inductance, resistance, and capacitance of the coil. The designed Rogowski coil was calibrated under square wave voltage and arbitrary sine wave voltage. Then, according to the parameters of the Rogowski coil, the effect of changing some of these variables was simulated using a bode plot. Compari...     

无刷直流电动机传动控制系统的改进与实现

采用互补型功率ＭＯＳＦＥＴ组成的三相六状态的逆变器电路对逆变器主回路及其驱动电路进行了改进。驱动电路中分别使用独立电源供电的光电耦合器实现功率ＭＯＳＦＥＴ的通用驱动方法，大大简化了电路的结构。根据样机中转子传感器的安装位置严格 推导出了位置传感器输出信号与逆变器驱动信号之间的逻辑关系，并以简单、可靠、经济的方法实现了这一电路。     

关于M12=M21的数学法证明

根据斯托克斯公式严格证明了两个导体线圈的互感系数在弱磁质和强磁质情况相等的结论.     

基于深度数据的车辆目标检测与跟踪方法

现有基于几何特征的目标检测与跟踪方法误检率较高,目标跟踪过程中的漏检易导致错误的目标关联.针对这些问题,本文提出了一种基于激光雷达(LiDAR)深度数据的车辆目标检测与跟踪方法.根据激光雷达深度数据特性,采用一种基于栅格的参数自动化聚类(PAG) 算法对原始数据进行处理,并在每个聚类中提取目标线段,获取目标特征.在此基础上对车辆目标进行识别,并计算得到目标的位置信息.采用卡尔曼滤波算法,制定滤波器管理策略,完成目标关联及状态估计.最后利用装备有一个前向激光雷达的实验车辆对提出的方法进行验证. 实验结果表明,本文提出的方法可准确识别并跟踪多个车辆目标,避免错误的目标关联.