高壓電纜感應(yīng)式取電電源分析及設(shè)計
4 實驗驗證
4.1 取電線圈輸出功率實驗
為驗證輸出功率理論推導(dǎo)的正確性,實驗采用ZDKH085作為實驗磁芯,其有效導(dǎo)磁長度為26.54 cm,磁芯截面長7.12 cm,寬1.3 cm,實驗測量勵磁電感為2.54 H。初級加頻率為50 Hz,有效值分別為10 A,20 A,30 A的正弦電流,通過改變負(fù)載阻值,記錄P與u的關(guān)系。最后繪制數(shù)據(jù)表格比較實驗測量值與理論計算數(shù)值,如表1所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/175944.htm
其中修正值為實測數(shù)據(jù)加上整流橋消耗的功率后所得數(shù)據(jù),理論值為根據(jù)計算的數(shù)據(jù)。由表可知,初級電流為10 A時,Pmax對應(yīng)的輸出電壓測量值為12.45 V,理論值為12.56 V;20 A時,Pmax對應(yīng)的輸出電壓測量值與理論值均為25.34 V;30 A時,Pmax對應(yīng)的輸出電壓測量值與理論值均為37.38 V。P隨u的增加先增大后減小,直至負(fù)載電流出現(xiàn)斷續(xù),且在MPP處變化較為平緩,測量值與理論計算值趨勢相同,充分驗證了理論推導(dǎo)的正確性。
4.2 取電電源整體實驗
將取電電源整體置于高壓母線環(huán)境進(jìn)行實驗。當(dāng)高壓母線提供0.2~1 kA變化電流時,系統(tǒng)穩(wěn)定輸出15 V,1.2 A的直流電。圖6示出不同高壓電纜電流下,第1級Boost預(yù)穩(wěn)壓電路的輸出電壓U1和MOSFET驅(qū)動電壓ug的波形??梢?,U1≈42V,且保持穩(wěn)定。
5 結(jié)論
對感應(yīng)取電電路進(jìn)行了詳細(xì)分析,提出一種應(yīng)用于高壓電纜電氣設(shè)備的新型電流感應(yīng)式取電電源設(shè)計方案。其主要特點包括:①針對感應(yīng)取電電路的非線性模型做理論分析,在此基礎(chǔ)上提出取電線圈的設(shè)計方法和步驟,以提高取電線圈的取電效率;②電流型Boost預(yù)穩(wěn)壓電路采用滯環(huán)控制方式,從而提高控制速度和輸出電壓的穩(wěn)定性;③采用兩級穩(wěn)壓電路可減小高壓電纜啟動電流和輸出電壓的紋波,同時增加輸出功率并延長設(shè)備工作壽命,采用該方案設(shè)計的取電電路體積小、性能穩(wěn)定,具有良好的實用價值。
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