LVDT(线性可变差动变压器)是一种机电设备,其产生的电输出与单独的可移动磁芯的位移成比例。它由三个线圈组成,其中一个是变压器的初级线圈。另外两个线圈通常关于初级线圈对称,在正常运行时以相反方向串联连接以形成变压器次级线圈。当可移动变压器磁芯相对于两个次级绕组居中时,它们将具有相同幅度的感应输出电压,但极性或相位将相反。因此,次级线圈的净输出电压将为零。这个位置通常称为电气零位。当磁芯从零位移位时,一个次级线圈的输出会增加,而另一个线圈的输出会减少,从而产生与磁芯位移相关的非零差动输出电压。当磁芯从零位的一侧移动到另一侧时,该输出电压的相位会改变 180°。
同步机或旋转变压器是一种用于测量旋转角度的旋转电变压器。这些设备可以描述为具有初级和次级线圈的普通变压器。初级线圈是通常被激励的转子,次级线圈是定子。同步变压器的初级绕组固定在转子上,由正弦电流激励,该电流通过电磁感应使电流在定子上彼此成 120 度固定的三个星形连接的次级绕组中流动。测量次级电流的相对大小并用于确定转子相对于定子的角度,或者可以使用电流直接驱动与同步机同步旋转的电动机。在后一种情况下,整个设备也称为自同步器。同步机激励到转子的输出电压由以下方程式描述:
摘要 — 无线电力传输 (WPT) 是电动汽车 (EV) 轻松充电技术的突破之一。人们提出并实施了不同类型的无线充电器拓扑结构,以满足各种约束,如电力传输效率、无线传输距离和错位公差。然而,对于电动自行车和电动滑板车等中低功率电动汽车的非接触式充电,耦合分离和传输效率仍未得到充分开发。为了在容易出现错位问题的车辆中实现远距离 WPT,使用串联 (SS) 补偿 WPT。传统的 SS 补偿 WPT 使用电压馈送转换器进行电力转换。但这些拓扑结构的组合允许系统中的反向电流流动,这将影响源的传输效率和寿命。为了防止这种情况,可以使用反向阻塞二极管或电流馈送转换器。虽然反向电流问题可以解决,但这些方法似乎进一步降低了电力传输效率。本文试图优化基于电流馈电转换器的 SS-WPT,以实现比传统设计更高的耦合分离、更高的电力传输效率和更高的错位容差。为实现此目的,对电流馈电转换器的输入电感器和 SS-WPT 的初级线圈进行了调整,而不会影响磁共振条件。在耦合分离为 200 毫米时,传输效率为 94%,比传统的基于电压源逆变器的可再生能源供电的 SS-WPT 充电效率高出 20%。在原型设计中验证了该概念后,通过在实时电动自行车中对其进行测试来验证结果。
尼古拉·特斯拉设想了一个未来,即电力(以及其他信号)将利用共振现象进行无线传输。随着特斯拉线圈的发明,这无疑是他最著名的创新,他几乎实现了这一抱负,因为这是第一个能够无线传输能量的系统。由于特斯拉线圈对人类健康和其他电气设备构成一些危害,该项目被迫停止。因此,特斯拉线圈几乎没有实际应用;然而,它的概念和原理已被融入到手机、智能手表和电动牙刷等小型设备中,以便在电源和负载之间没有物理连接的情况下进行充电。将电力从电源传输到负载而无需两者之间进行物理连接的概念很有趣,尤其是考虑到需要定期充电的便携式设备数量庞大。此外,这种非接触式充电解决方案更可靠,因为它避免了灰尘和湿气的侵入,并且是医疗器械更卫生的解决方案。1 因此,今天正在对 WPT 进行大量研究。 WPT 可分为两个子类别:远场传输和近场传输。远场传输也称为辐射型,可实现长达几米的传输距离,但效率较低。尽管传输距离有限,但近场传输方法(也称为非辐射型)由于效率更高而取得了显着进步。2 例如,变压器使用近场 WPT 技术,因为它利用磁感应原理将能量从初级线圈移动到次级线圈,而无需直接电连接。这些技术已应用于生物医学植入物、消费电子产品和电动汽车 (EV) 充电。3