Un método de diseño gráfico basado en un girador e ideal y un transformador para la topología de compensación con salida independiente de carga en un sistema de transferencia de energía inductiva
Autores: Su, Qian; Liu, Xin; Li, Yan; Wang, Xiaosong; Wang, Zhiqiang; Liu, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un método de diseño gráfico basado en un girador e ideal y un transformador para la topología de compensación con salida independiente de carga en un sistema de transferencia de energía inductiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Compensación
Sistema de transferencia de potencia inductiva
Salida independiente de carga
Metodología de diseño gráfico
Topología de compensación
Parámetros del transformador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
La compensación es crucial en el sistema de transferencia de energía inductiva para lograr una salida de voltaje o corriente constante independiente de la carga, potencia reactiva cercana a cero, mayor libertad de diseño y conmutación de voltaje cero del circuito del controlador. Este artículo propone una metodología de diseño gráfico simple, integral e innovadora para la topología de compensación a fin de lograr una salida independiente de la carga en frecuencias de ángulo de fase cero. Cuatro tipos de modelos gráficos del transformador débilmente acoplado que utilizan el transformador ideal y el girador son presentados. La combinación de los cuatro tipos de modelos con el modelo de conversión del lado de la fuente/lado de la carga puede lograr una salida independiente de la carga desde la fuente hasta la carga. En lugar de los métodos de diseño anteriores para resolver las ecuaciones derivadas de los circuitos, la frecuencia independiente de la carga, las condiciones de ángulo de fase cero (ZPA) y la ganancia de voltaje/corriente de la fuente a la carga de la topología de compensación pueden obtenerse de manera intuitiva utilizando el modelo de circuito presentado en este artículo. Además, no solo se limita a la investigación de la topología de compensación existente, basado en la metodología de diseño en este artículo, se mencionan y se verifican mediante simulaciones 12 nuevas topologías de compensación que están libres de las restricciones de los parámetros del transformador e independientes de las variaciones de la carga. Además, se construye un nuevo prototipo de la topología de inductor-capacitancia-capacitancia en serie primaria (S/LCC) para demostrar el enfoque de diseño propuesto. Los resultados de simulación y experimentales son consistentes con la teoría, lo que indica la corrección del método de diseño.
Descripción
La compensación es crucial en el sistema de transferencia de energía inductiva para lograr una salida de voltaje o corriente constante independiente de la carga, potencia reactiva cercana a cero, mayor libertad de diseño y conmutación de voltaje cero del circuito del controlador. Este artículo propone una metodología de diseño gráfico simple, integral e innovadora para la topología de compensación a fin de lograr una salida independiente de la carga en frecuencias de ángulo de fase cero. Cuatro tipos de modelos gráficos del transformador débilmente acoplado que utilizan el transformador ideal y el girador son presentados. La combinación de los cuatro tipos de modelos con el modelo de conversión del lado de la fuente/lado de la carga puede lograr una salida independiente de la carga desde la fuente hasta la carga. En lugar de los métodos de diseño anteriores para resolver las ecuaciones derivadas de los circuitos, la frecuencia independiente de la carga, las condiciones de ángulo de fase cero (ZPA) y la ganancia de voltaje/corriente de la fuente a la carga de la topología de compensación pueden obtenerse de manera intuitiva utilizando el modelo de circuito presentado en este artículo. Además, no solo se limita a la investigación de la topología de compensación existente, basado en la metodología de diseño en este artículo, se mencionan y se verifican mediante simulaciones 12 nuevas topologías de compensación que están libres de las restricciones de los parámetros del transformador e independientes de las variaciones de la carga. Además, se construye un nuevo prototipo de la topología de inductor-capacitancia-capacitancia en serie primaria (S/LCC) para demostrar el enfoque de diseño propuesto. Los resultados de simulación y experimentales son consistentes con la teoría, lo que indica la corrección del método de diseño.