基于磁耦合无线传输电源的研究

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在电力系统中,电流互感器是其重要的组成部分,其主要应用在系统测量及保护方面,能够把一次设备和二次设备隔开,将一次侧的大电流转换成小电流,从而对系统电流进行测量及保护。近些年我国的电力事业发展迅速,并且数字化成为其发展方向,智能电网的概念已经被提出来,因此传统的电流互感器已经不能满足需求,所以出现了新型的电子式电流互感器(ECT),并且迅速的成为了各国研究的焦点。而在电子式电流互感器的研究中,其高压侧的电源是一项重要的研究任务,也是一项技术难题。虽然目前有几种普遍被人们接收的供电方案,但是每种方案都有其自身的缺点,因此研究人员一直在寻找一种新型的方法,来彻底解决这个难题。由于本设计针对的电子式电流互感器电压等级为35kV,其支撑绝缘子选为普通型、弯曲强度为6级、其绝缘子长度为0.42m。因此我们必须在低电位侧将电能传到至少0.42m远处的高压侧,为解决供电方法这一难题,本课题采用磁耦合无线能量传输技术,用无线传输的方法来为电子式电流互感器高压侧电路板供电,此方案安全可靠、结构简单,会有广阔的发展前景。本文对电子式电流互感器的供电方式进行了介绍,提出了使用无线能量传输的方式为高压电流互感器供电。整个装置包括发射装置和接收装置,发射部分采用CPLD产生方波触发脉冲驱动全桥逆变电路,产生高频激励使发射和接收线圈同时发生谐振,实现能量的传输。通过调整系统参数,进行多项实验数据对比,深入分析磁耦合无线能量传输机理,证明了此方案的可行性。最后成功将接收电压稳定在12V,功率为5W左右,传输距离为0.5m。
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