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Diseño y control de un rectificador de tres niveles en IPT compensado por LCC/S para regulación amplia de voltaje de salida sobre diversos acoplamientos magnéticos

Autores: Li, Jianting; Wang, Jinquan; Wang, Puyu; Li, Jianke; Chen, Jingjing; Chen, Shu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Diseño y control de un rectificador de tres niveles en IPT compensado por LCC/S para regulación amplia de voltaje de salida sobre diversos acoplamientos magnéticos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Control
Rectificador
Voltaje
IPT
Acoplamiento magnético
Eficiencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La transferencia de potencia inductiva convencional (IPT) emplea control primario a través de desplazamiento de fase, ajuste de frecuencia o ajuste de voltaje, mientras que el control en bucle cerrado requiere comunicación inalámbrica de retroalimentación en tiempo real. Sin embargo, el largo retardo de propagación resulta en un ancho de banda pequeño. En este documento, se estudia un rectificador de tres niveles (TL) para implementar control secundario y regulación de voltaje de salida amplio en un sistema IPT compensado por inductor-capacitor-capacitor/serie (LCC/S) sobre varios acoplamientos magnéticos. Se analiza el comportamiento operativo periódico, y se deriva una expresión analítica genérica de la ganancia de voltaje del sistema que incluye el rectificador TL basado en la serie de Fourier. Se propone una estrategia de control de una trayectoria de control óptima para maximizar el factor de potencia en el rectificador TL. Las variables de control son los ciclos de trabajo del voltaje de nivel cero y nivel uno en el rectificador TL. Uno de ellos permanece en cero, mientras que el otro se utiliza para modular el voltaje de salida en la estrategia de control propuesta. Se diseña y construye un prototipo de 2 kW para validar el análisis teórico. El amplio rango de voltaje de salida entre 100 V y 200 V bajo diferentes coeficientes de acoplamiento magnético (0.16 y 0.23), una eficiencia pico del 95.8% a 100 V y posición desalineada, así como una respuesta más rápida de 1.3 ms son validados experimentalmente.

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