宽温度范围下感应耦合电能传输系统软开关技术

苏玉刚 吴学颖 刘 波 唐春森 陈 龙



宽温度范围下感应耦合电能传输系统软开关技术

苏玉刚1,2吴学颖2刘 波2唐春森2陈 龙2

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400030 2. 重庆大学自动化学院 重庆 400030）

以石油钻井装置中的电能无线传输技术应用为背景，针对宽温度范围下系统参数变化导致系统偏离软开关工作点，造成系统传输性能下降甚至无法工作的情况，通过实验分析研究，给出感应耦合电能传输（ICPT）系统主要参数随温度变化的规律；基于频闪映射建模方法和周期不动点理论对主电路进行建模分析，给出系统谐振频率随温度变化的关系，为调整驱动频率实现系统软开关控制提供依据；提出一种查表法和扰动观察法相结合的控制方法，实现了ICPT系统在宽温度范围下的软开关控制。最后，通过仿真和实验验证了所提理论和方案的可行性和有效性。

感应耦合电能传输系统 软开关 宽温度范围 扰动观察法

0 引言

感应耦合电能传输（Inductive Coupled Power Transfer, ICPT）技术，是一种综合利用现代电力电子技术、磁场耦合技术、现代控制理论和大功率高频电能变换技术来实现电能无线传输的技术。它避免了用电设备与电网之间的直接接触，解决了传统导体直接接触的问题，具有传统供电无法比拟的优势，安全性更好、可靠性更高、环境亲和性更强 等[1-3]。对ICPT技术的研究不但具有重要的科学意义，还具有较强的实用价值和广泛的应用场合，能够带来巨大的经济效益和社会效益[4-6]。……