非接觸式松耦合感應電能傳輸系統(tǒng)原理分析與設計
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在電容串聯(lián)補償電路中，副邊網(wǎng)絡的阻抗為
Zs=R＋jωLs＋
（5）
輸出功率為
Po=
（6）
當補償電容Cs取值滿足與副邊電感Ls在系統(tǒng)工作頻率處諧振時，副邊網(wǎng)絡感抗與容抗互消，為純電阻，輸出電壓與負載無關，等效于輸出電壓為副邊開路電壓的恒壓源，理論上電能傳輸不受限制。
電容并聯(lián)補償電路副邊網(wǎng)絡的導納為
Ys=
＋jωCs （7）
輸出功率為
Po=
（8）
式中：Isc為副邊短路電流。
當補償電容Cs取值滿足與副邊電感Ls在系統(tǒng)工作頻率處諧振時，副邊網(wǎng)絡感納與容納互消，為純電導，輸出電流與負載無關，等于副邊短路電流，理論上電能傳輸不受限制。
為使副邊諧振頻率為系統(tǒng)頻率，補償電容的取值應滿足式(5)和式(7)中的虛部為零。
在松耦合感應電能傳輸系統(tǒng)中，副邊電路對原邊電路的工作的影響，可以用副邊電路反映至原邊電路的反映阻抗Zr來表示。
Zr=
(9)
式中：Zs對應副邊網(wǎng)絡阻抗，見式(5)和式(7)，反映阻抗結果列于表1中(ω0為系統(tǒng)頻率)。
表1 原副邊采取不同補償拓撲時的補償電容及反映阻抗值
| 副邊補償拓撲 | 副邊補償電容Cs值 | 副邊電路反映至原邊的阻抗 | |
|---|---|---|---|
| 電阻 | 電抗 | ||
| 電容串聯(lián)補償 | 1/(ω02Ls) | (ω02M2)/R | 0 |
| 電容并聯(lián)補償 | 1/(ω02Ls) | (M2R)/Ls2 | －(ω02M2)/Ls |
2.2 原邊補償
LCIPT系統(tǒng)中，原邊載流線圈中流過有效值較高的高頻電流，可直接采用PWM工作方式的變換器獲得這一高頻電流，變換器的電壓電流定額較高，系統(tǒng)成本高。為此，必須采取必要的補償措施，來有效降低變換器電壓電流定額。與副邊補償相似，根據(jù)電容接入電路的連接方式，也可采用串聯(lián)補償和并聯(lián)補償兩種基本補償電路。
在電容串聯(lián)補償電路中，電源的負載阻抗為
Zt=jωLp＋
＋Zr (10)
電容電壓補償了原邊繞組上的電壓，從而降低了電源的電壓定額。
在電容并聯(lián)補償電路中，電源的負載導納為
Yt=
=jωCp＋
(11)
電容電流補償了原邊繞組中的電流，從而降低了電源的電流定額值。設計時保證式（10）和式（11）的虛部在系統(tǒng)諧振頻率處為零，可以有效降低電源的電壓電流定額，使得電壓電流同相位，輸入具有高功率因數(shù)。其結果列于表2中。
表 2 原 邊 補 償 電 容 值
原邊采取何種補償電路，對應用場合的依賴性很大。當原邊采用較長電纜時，電纜端電壓會很高，適合采用串聯(lián)補償，降低電源電壓應力；當原邊采用集中繞組時，為了磁場發(fā)射需要，一般要求較高電流，適合采用并聯(lián)補償，降低電源電流應力。
![DHY29-[48]24／10型直流-直流變換器原理圖](http://uphotos.eepw.com.cn/fetch/0824/2008812712528177801.jpg)
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