吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (06): 1601-1606.doi: 10.7964/jdxbgxb201306027

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适用于家电的感应电能传输系统频率稳定性

孙跃, 李玉鹏, 唐春森, 王智慧   

  1. 重庆大学 自动化学院, 重庆 400030
  • 收稿日期:2012-07-15 出版日期:2013-11-01 发布日期:2013-11-01
  • 作者简介:孙跃(1960-),男,教授,博士生导师.研究方向:谐振式无线电能传输技术.E-mail:syue06@cqu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金青年科学基金项目(51007100,51207173);中国博士后科学基金特别项目(201104317).

Frequency stability of inductive power transfer system for household appliances

SUN Yue, LI Yu-peng, TANG Chun-sen, WANG Zhi-hui   

  1. College of Automation, Chongqing University, Chongqing 400030, China
  • Received:2012-07-15 Online:2013-11-01 Published:2013-11-01

摘要:

将感应电能传输(IPT)技术应用到家电领域,实现了家电设备的无线供电。基于频闪映射建模方法和周期不动点理论,建立了系统的工作频率和输出功率模型,由此分析出谐振网络参数对频率稳定性的影响规律。基于此提出了使工作频率自然达到相对稳定的谐振网络参数的设计流程。仿真和试验结果表明:当家电负载拾取端移除、切入或功率容量变化时,用此参数设计流程设计的IPT供电系统具有良好的频率稳定性。

关键词: 电气工程, 感应电能传输(IPT), 家用电器, 频率稳定性, 频闪映射

Abstract:

The inductive power transfer(IPT)technology was applied in the field of household appliances,then a wireless power for household appliances can be achived. Based on the stroboscopic mapping method and fixed point theory, the operating frequency model and output power model were proposed first. Then, the influence law of the resonant network parameters on the frequency stability was analyzed. Finally a design flow for resonant network parameters to make the operating frequency naturally reach to a relatively stable status was presented. Simulation and experimental results verify that IPT systems developed with the proposed design flow have good frequency stability as the adding, removing or power disturbance of household appliances in the pick-up side.

Key words: electric engineering, inductive power transfer (IPT), household appliances, frequency stability, stroboscopic mapping

中图分类号: 

  • TM135

[1] 赵志斌,孙跃,周诗杰,等.非接触电能传输系统参数优化的改进遗传解法[J]. 西安交通大学学报,2012,46(2):106-112. Zhao Zhi-bin, Sun Yue, Zhou Shi-jie, et al. Improved genetic algorithm for parameter optimization in contactless power transfer system[J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2012, 46(2): 106-112.

[2] 孙跃,田勇,苏玉刚,等. 电动车无线能量互充系统及其恒流控制[J]. 吉林大学学报:工学版, 2013,43(2): 491-496. Sun Yue, Tian Yong, Su Yu-gang, et al. Wireless vehicle-to-vehicle power exchange system and its constant current control[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2013, 43(2): 491-496.

[3] Okuno A, Gamage L, Nakaoka M. Performance evaluations of high-frequency inverter-linked DC/DC converter with noncontact pickup coil[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2001, 48(2): 475-477.

[4] Joun G B, Cho B H. An energy transmission system for an artificial heart using leakage inductance compensation of transcutaneous transformer[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 1998, 13(6): 1013-1022.

[5] Wang Z H,Li Y P, Sun Y,et al. Load detection model of voltage-fed inductive power transfer system[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, 28(11): 5233-5243.

[6] Wang C S, Covic G A, Stielau O H. Power transfer capability and bifurcation phenomena of loosely coupled inductive power transfer systems[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,2004, 51(1):148-157.

[7] Si P,Hu A P,Malpas S. A frequency control method for regulating wireless power to implantable devices[J]. IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, 2008, 2(1): 22-29.

[8] 孙跃,王智慧,戴欣. 非接触电能传输系统的频率稳定性研究[J]. 电工技术学报,2005,20(11):56-59. Sun Yue,Wang Zhi-hui,Dai Xin.Study of frequency stability of contactless power transmission system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society,2005, 20(11): 56-59.

[9] Tang C S,Sun Y,Su Y G,et al. Determining multiple steady-state ZCS operating points of a switch-mode contactless power transfer system[J]. IEEE Transactions on Power Electronics,2009, 24(2): 416-425.

[10] 唐春森. 非接触电能传输系统软开关工作点研究及应用[D]. 重庆: 重庆大学自动化学院, 2009. Tang Chun-sen. Study on soft switching operating points of contactless power transfer systems and their application[D]. Chongqing: College of Automation, Chongqing University, 2009.

[11] 黄沛昱. 基于TPS61200的太阳能电能收集充电器设计[J].重庆邮电大学学报:自然科学版, 2013,25(4):500-504. Huang Pei-yu. Solar energy collection charger design based on TPS61200[J]. Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications(Natural Science Edition), 2013,25(4):500-504.

[12] Hu A P. Selected resonant converters for IPT power supplies[D]. Auckland:Department of Electrical and Electronic Engineering,The University of Auckland, 2001.

[1] 孙淑琴, 刘骏妍, 蒋川东, 孟庆云, 林君, 彭良玉. 最小二乘权值平滑滤波技术在核磁共振信号处理中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 985-995.
[2] 包广清, 毛振鹏. 基于超导储能系统的不对称电压跌落补偿方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1234-1241.
[3] 周逢道,董威,包志强,薛开昶,胡越,孙彩堂. 基于开关电源的三相电磁干扰滤波器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(1): 216-221.
[4] 龚敏明, 时玮, 张言茹, 姜君, 张维戈, 姜久春. 纯电动公交车锂离子动力电池的使用条件控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1081-1087.
[5] 王帅夫,刘景林. 基于大脑情感学习模型的步进电机控制系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 765-770.
[6] 刘敬猛, 孟艳艳, 陈伟海, 吴星明. 三自由度永磁球形电机的建模和电压控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(2): 560-566.
[7] 王德成, 林辉. 电机四象限运行的直接转矩控制动态加载[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(01): 276-280.
[8] 赵飞翔, 张建伟, 郭孔辉, 张立浩, 郑重. 基于重构电压的感应电机等效参数离线辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1596-1600.
[9] 薛开昶, 董威, 林君, 周逢道. m序列随机相位PWM逆变器的EMI峰值抑制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1589-1595.
[10] 翟渊, 孙跃, 苏玉刚, 王智慧, 唐春森. 推挽型软开关感应耦合电能传输变换器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1029-1034.
[11] 孙跃, 田勇, 苏玉刚, 王智慧, 唐春森. 电动车无线能量互充系统及其恒流控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(02): 491-496.
[12] 陈松利, 田德, 孙云峰, 辛海升, 韩巧丽. 离网型户用风光互补发电系统的匹配[J]. , 2012, 42(04): 882-886.
[13] 张彩萍, 姜久春. 用基于遗传优化的扩展卡尔曼滤波算法辨识电池模型参数 [J]. , 2012, (03): 732-737.
[14] 温旭辉, 刘钧, 赵峰, 孔亮, 王又珑. 用于电动车辆的高性能永磁电机驱动系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 321-326.
[15] 曲波, 郑阳, 刘大欣. 风电惯性台架模拟惯量的计算[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊1): 155-159.
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[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[3] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[4] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .
[5] 陈思国, 姜旭, 王健, 刘衍珩, 邓伟文, 邓钧忆. 车载自组网与通用移动通信系统混杂网络技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 706 -710 .
[6] 孟超, 孙知信, 刘三民. 基于云计算的病毒多执行路径[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 718 -726 .
[7] 仙树, 郑锦, 路兴, 张世鹏. 基于内容转发模型的P2P流量识别算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 727 -733 .
[8] 吕源治, 王世刚, 俞珏琼, 王小雨, 李雪松. 基于柱透镜光栅的虚模式下一维集成成像显示特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 753 -757 .
[9] 王丹, 李阳, 年桂君, 王珂. 非均质度量掩蔽函数在空域水印中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 771 -775 .
[10] 冯琳函, 钱志鸿, 尚克诚, 朱爽. 基于IEEE802.15.4标准的改进型隐藏节点冲突避免策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 776 -780 .