一种基于无线电能传输的三相变频电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于无线电能传输的三相变频电路，包括LLC激励源模块、无线电能传输模块、单相/三相直接AC

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线电能传输的三相变频电路


[0001]本技术涉及无线电能传输
与电力电子
，尤其是涉及一种基于无线电能传输的三相变频电路，该三相变频电路利用无线电能传输实现能量传递与输入输出隔离，利用直接AC
‑
AC实现三相变压变频输出。

技术介绍

[0002]无线电能传输变频电路可在轨道交通、电动汽车、采矿业、智能家居等领域有极广泛应用。采用AC
‑
AC直接变换可以省去整流环节降低损耗并减少成本，如用于无线电能传输变频电路可提高系统效率并增加无线电能传输技术竞争力。
[0003]有人针对前级高频激励源进行研究，采用Boost PFC整流和DC
‑
AC逆变复合电路将低频交流电直接变换成无线输电系统所需的高频激励源并在SS谐振式无线输电系统进行实验，黄雅琪，肖文勋，“基于单级AC
‑
AC变换器的无线输电系统”，中山大学学报(自然科学版)，2019，58(02)：23
‑
28。但目前，基于无线电能传输的三相变频电路尚未见报道。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于无线电能传输的三相变频电路，该三相变频电路能解决无线电能传输技术条件下实现直接AC
‑
AC的三相变压变频输出的问题，并为基于无线电能传输实现三相变压变频提供一种新的思路。
[0005]本技术的目的是这样实现的：
[0006]一种基于无线电能传输的三相变频电路，特征是：包括：
[0007]LLC激励源模块，用于无线电能传输的原边高频驱动并可调节输出大小；
[0008]无线电能传输模块，用于无线电能传输并实现原副边电气隔离；
[0009]单相/三相直接AC
‑
AC模块，通过直接AC
‑
AC变频实现单相交流输入三相交流变频输出；整个电路完成无线电能传输的变压变频三相交流输出。
[0010]本技术的LLC激励源模块的输入端为直流电源，LLC激励源模块的输出端与无线电能传输模块的原边输入端相联；单相/三相直接AC
‑
AC模块的输入端与无线电能传输模块的副边输出端相联，单相/三相直接AC
‑
AC模块的输出即为本技术的系统输出，输出可变压变频三相交流给负载。
[0011]所述LLC激励源模块采用LLC全桥电路，Q1与Q2构成一个桥臂，Q3与Q4构成另一个桥臂，C1‑
C4分别与Q1‑
Q4并联，且C1‑
C4分别为Q1‑
Q4的等效电容 C
DS
及各自外置电容之和，L
r
为无线电能传输模块等效漏感及杂散电感之和， Q1‑
Q4为金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，实际应用中可采用其它合适的电力电子器件，所述LLC激励源模块将激励源与无线电能传输结合构成 LLC软开关电路。
[0012]所述单相/三相直接AC
‑
AC模块采用双向开关S1
‑
S6构建的三相全桥电路拓扑，S1与S4、S3与S6、S5与S2分别构成三个桥臂，S1与S4的中点为 A、S3与S6的中点为B、S5与S2的中点为C，点A、B、C为单相/三相AC
‑ꢀ
AC模块的输出端；S1、S3、S5的公共交点为D，S2、S4、S6的
公共交点为 E，点D、E为单相/三相AC
‑
AC模块的输入端。根据实际需求，在ABC输出端可加装滤波电路，比如LC滤波电路、LCL滤波电路或其它类型滤波电路。
[0013]本技术的单相/三相直接AC
‑
AC模块，采用单级直接AC
‑
AC单相/三相变频方案，输入端为单相高频输入，输出端为三相输出。
[0014]本技术的无线电能传输模块采用串联
‑
并联拓扑，实际使用可为任何适合的拓扑，具体依据实际需求选择与设计。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]本技术将激励源与无线电能传输模块整合构造LLC软开关电路，后级采用AC
‑
AC变换完成变压变频输出功能，电路可提高系统效率，电路新颖、简洁、可靠、实用。
[0017]本技术可广泛应用于包括交通运输行业及其它各类工矿企业在内的电机驱动或其它三相交流应用。
附图说明
[0018]图1为本技术一种基于无线电能传输的三相变频电路示意图；
[0019]图2为单相/三相AC
‑
AC模块的电路拓扑；
[0020]图3为ωt∈(0,π/3)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中：(a) 是u
R
为正时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
[0021]图4为ωt∈(π/3,2π/3)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中：(a)是u
R
为正时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
[0022]图5为ωt∈(2π/3,π)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中： (a)是u
R
为正时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
[0023]图6为ωt∈(π,4π/3)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中： (a)是u
R
为正时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
[0024]图7为ωt∈(4π/3,5π/3)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中：(a)是u
R
为正时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
[0025]图8为ωt∈(5π/3,2π)时单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，其中： (a)是u
R
为正时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图，(b)是u
R
为负时的单相/三相AC
‑
AC模块各开关状态示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线电能传输的三相变频电路，其特征在于：包括LLC激励源模块、无线电能传输模块、单相/三相AC
‑
AC模块，LLC激励源模块的输入端为直流电源，LLC激励源模块的输出端与无线电能传输模块的原边输入端相联；单相/三相直接AC
‑
AC模块的输入端与无线电能传输模块的副边输出端相联，单相/三相直接AC
‑
AC模块的输出即为本系统输出，输出可变压变频三相交流给负载。2.根据权利要求1所述的基于无线电能传输的三相变频电路，其特征在于：LLC激励源模块，用于无线电能传输的原边高频驱动并可调节输出大小；无线电能传输模块，用于无线电能传输并实现原副边电气隔离；单相/三相直接AC
‑
AC模块，通过直接AC
‑
AC变频实现单相交流输入三相交流变频输出；整个电路完成无线电能传输的变压变频三相交流输出。3.根据权利要求1所述的基于无线电能传输的三相变频电路，其特征在于：所述LLC激励源模块采用LLC全桥电路，Q1与Q2构成一个桥臂，Q3与Q4构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珺，申惠，尹超，刘安冉，陈雨梦，张建辉，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：