变压电路相位控制功率参数调整方法及应用装置制造方法及图纸

在这项工作中，首次示出了变压器电路中的功率和阻抗取决于磁通量的相位，因此取决于电流的相位。当磁通量流过磁芯时，会发生相位改变，并得出功率和阻抗中相位改变的影响的公式。因此，可以调整功率参数，以使在负载处递送的功率比由初始端提供的初级端处的功率多。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压电路相位控制功率参数调整方法及应用装置
变压电路中通过相位控制功率参数调整的方法实现的单个或多个应用装置。
技术介绍
变压器是利用电磁感应来增大或减小交流电压的装置。从电初始端传递到负载的电压和电流随着初级端线圈的匝数和次级端线圈的匝数变化而变化。
技术实现思路
技术问题通过变压器电路中的相位控制实现功率参数调整以增大负载处所消耗的功率与输入功率之间的功率差的方法和装置。技术方案根据多个应用案例，一套完整的功率参数调整装置包括：磁芯；初级端线圈绕磁线，初级端线圈在输入端承载交流电压；通过磁芯的磁磁通量由于电磁感应在次级端线圈中生成电流，同时，通过控制初级端线圈和次级端线圈之间的电流的相位改变将电路的功率参数调整为使功率差函数为正的值当中的期望值，其中功率差函数表示在次级端处在负载处耗散的功率和输入功率之间的差。电流相位改变的相反符号量与磁磁通量通过磁芯传播的距离成比例。其中，电流的相位改变的反向数值随着电流波频率的增大而增大。其中，电流的相位改变是通过更改磁芯的路径长度并通过使用交流电压的不同频率来更改频率并通过添加无功分量来控制的。其中，磁芯由层层积钢、铁素体或适合于高频范围以用于必要的相位改变的任何其它材料制成，并且转子的转差率值接近于1。其中，功率参数调整装置被配置为变压器或感应电机的一部分。其中，交流发电机被配置为生成交流电压，交流电压的频率、幅度和相位在电路阻抗的相位或功率差函数的指定范围内。其中，负载连接到变压器或感应电机的初级端侧或次级端侧。有益效果根据本公开，可以藉由通过变压器电路中的相位控制来控制功率参数，来增大负载处所消耗的功率与初始端所提供的初级端处的功率之间的功率差。附图说明图1示出了具有单相无损变压器的电路。图2示出了在变压器电路中的初级端处的LC谐振电路。图3示出了在笛卡尔坐标中的阻抗表示。图4示出了单相非理想变压器的电路。图5示出了发电变压器系统。图6示出了发电变压器系统，其负载在初级端侧以及次级端侧。图7示出了连接到具有正确的频率的交流发电机的变压器电路的示例，变压器电路的负载在初级端以及次级端处。图8示出了对电池组充电的自动切换系统。这些设备由未由变压器系统充电的电池组供电。图9示出了带有动态交流发电机的发电变压器系统。图10示出了耐久的电池系统。图11示出了功耗低的系统。该示例使用整流器作为电路的一部分来改变频率。通常，变频器是必要的。图12示出了没有蓄能器的自持系统。图13示出了带有蓄能器的自持系统。图14示出了带有蓄能器的自持系统，该蓄能器具有监视控制模块。图15示出了实验1在220KHz处的N4LPPA5530的实际数据。图16示出了阻抗的相位θV与频率的关系。图17示出了实验2在2MHz处的N4LPPA5530的实际数据。图18示出了功率以及功率差与频率的关系。PL是次级端的负载处的功率，Pp是初级端处的功率，(PL-Pp)是功率差。图19示出了θΓ和φ与频率的关系。图20示出了具有传输线的电路。具体实施方式现在将详细参考实施例，这些实施例的示例在附图中图示出，其中，相似的附图标记始终表示相似的元件。就这一点而言，本实施例可以具有不同的形式，并且不应该被解释为限于这里阐述。因此，下面仅通过参考附图来描述实施例以解释本描述的各方面。1.变压器电路中的过程建模图1示出了具有单相无损变压器的电路。考虑包括无损变压器的电路模型(参考文献1：BettyI.Bleaney和B.Bleaney，ElectricityandMagnetism，3rded。(OxfordUniversityPress，1976)，212-213)。其中vp是交流正弦输入电压，角频率为ω，v1和v2分别是初级端线圈和次级端线圈处的电压，Z1是与初级端侧处的电压初始端串联的阻抗，或者可以是或包括电压初始端的内部电阻，ZL是次级端处的负载阻抗，ip和is分别是初级端和次级端的正弦电流，角频率为ω，Lp、Ls分别是初级端绕组和次级端绕组的自感，Np和Ns分别是初级端线圈和次级端线圈的匝数，n＝Ns/Np是匝数比，并且M是互感系数。然后，(公式1)v1＝Lp(dip/dt)-M(dis/dt)＝jωLpip-jωMis，(公式2)O＝(ZL+jωLs)is-jωMip。除电压初始端的阻抗外，电路的阻抗Zp变为：(公式3)Zp＝v1/ip＝jωLp+ω2M2/(ZL+jωLs)。通过假设随着磁磁通量传播，从初级端到次级端没有相位改变，来得出上述公式。但是在高频率状态下，磁通量的传播期间会发生显著的相位改变。在此，高频意指其高于60Hz的公用电频率，而不是在3MHz至30MHz范围内的HF(高频)。然后有必要弄清楚相位改变的影响，并且应该修改变压器电路的公式以相应地包含相位改变。假设分别在初级端线圈和次级端线圈处为Np、Ns匝的完全耦合的无损变压器。让电压v1是分别去往和来自次级端的两个波vt(p)和vr(p)的总和：(公式4)V1＝vt(p)+vr(p)。此处，下标t和r分别意指“发射”和“反射”，而p意指其位于“初级端”侧。同样，在初级端侧存在分别发射到次级端以及从次级端反射的电流波it(p)和ir(p)。类似地，在次级端侧，v2是两个波vt(s)和vr(s)的总和，其中s意指“次级端”：(公式5)v2＝vt(s)+vr(s)。同样方式定义磁通量。存在四种磁通量：Φt(p)、Φr(p)、Φt(s)和ΦΓ(s)。因为这是带有变压器的电路，且只有磁通量从初级端流向次级端，所以在初级端和次级端之间没有直流电流通过。但是，由于磁通量与以下公式中表达的电流有关，因此可以将电流视为通过磁通量的“中介”双向流动：(公式6)其中N、i、Φ和分别是线圈的匝数、电流、磁通量和磁阻。换句话说，磁通量可以转换为电流，并且始终与电流同相。因此，电流“虚拟地”在初级端和次级端之间行进。并且假设磁通量就像具有与电流的相位相同的相位的波。电压初始端提供电压vp，并且电流it(p)生成磁通量，并且电流改变感应引起电动势，因此电压vt(p)：(公式7)(公式8)通常，当磁通量传播通过磁芯时会发生一些损耗。代替在变压器模型中用电阻值来表示损耗，除了相位常数β之外，还引入了衰减常数α。传播常数γ定义为：(公式9)γ＝α+jβ。exp(-γl)准确描述了磁通量传播期间的衰减和相位改变模型。在大多数情况下，衰减常数和相位常数为正，但是存在电磁波传播时它们变为负的情况。例如，使用超材料，可以实现负衰减常数和负相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率参数调整装置，包括：/n磁芯；/n围绕磁芯的初级端线圈，被配置为从初始端接收交流电压；/n其中，由通过磁芯传播的磁磁通量在次级端线圈或转子中生成电流，/n其中，控制初级端线圈和次级端线圈之间的电流的相位改变，以便将电路的功率参数调整为使功率差函数为正的值当中的期望值，功率差函数表示次级端处的负载处耗散的功率与初始端提供的初级端处的功率之间的差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率参数调整装置，包括：
磁芯；
围绕磁芯的初级端线圈，被配置为从初始端接收交流电压；
其中，由通过磁芯传播的磁磁通量在次级端线圈或转子中生成电流，
其中，控制初级端线圈和次级端线圈之间的电流的相位改变，以便将电路的功率参数调整为使功率差函数为正的值当中的期望值，功率差函数表示次级端处的负载处耗散的功率与初始端提供的初级端处的功率之间的差。


2.根据权利要求1所述的功率参数调整装置，其中，电流的相位改变的相反符号量与磁磁通量通过磁芯传播的距离成比例，并且其中电流的相位改变的相反符号量随着电流波的频率增大而增大。


3.根据权利要求1所述的功率参数调整装置，其中，通过更改磁芯的路径长度并通过使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源燉，蔡熙贞，李焕，
申请(专利权)人：斐斯塔恩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR