Повышение эффективности бесконтактной передачи электроэнергии на автономный подводный аппарат

Автор: Герасимов В.А., Филоженко А.Ю., Красковский М.В., Кувшинов Г.Е.

Журнал: Подводные исследования и робототехника @jmtp-febras

Рубрика: Системы и технологии

Статья в выпуске: 1 (21), 2016 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрена структура системы энергообеспечения автономного необитаемого подводного аппарата. Показана актуальность использования бесконтактного способа передачи электроэнергии. Отмечена особенность такого способа, связанная с применением высокочастотного трансформатора, первичная и вторичная обмотки которого разделены немагнитным зазором, обуславливающего низкий коэффициент магнитной связи и значительный ток намагничивания. Исследованы проблемы снижения выходного тока инвертора и уменьшения тепловых потерь его транзисторных ключей. Предложен способ разгрузки силовых ключей автономного инвертора напряжения за счёт включения последовательной резонансной цепи параллельно первичной обмотке трансформатора. Это решение позволило снизить ток силовых ключей инвертора примерно в три раза и при этом сохранить уровень передаваемой мощности. Представлены результаты схемотехнического моделирования и экспериментального исследования режимов работы бесконтактной системы энергообеспечения автономного подводного аппарата с применением резонансной цепи, включённой на выходе автономного инвертора. Отмечено хорошее совпадение результатов моделирования и эксперимента. Проведён анализ зависимости мощностей реактивных элементов резонансной цепи и инвертора от относительной резонансной частоты, определяемой отношением собственной частоты резонансной цепи к частоте коммутации ключей инвертора. Показан подход к формированию компромиссного решения, позволяющего определить значение относительной резонансной частоты и дать рекомендации по выбору конденсатора последовательной резонансной цепи.

Еще

Бесконтактная передача электроэнергии, автономный инвертор напряжения, последовательная резонансная цепь, высокочастотный трансформатор, снижение тока инвертора, уменьшение тепловых потерь транзисторов, повышение кпд, выбор конденсатора

Короткий адрес: https://readera.ru/14339937

IDR: 14339937

Список литературы Повышение эффективности бесконтактной передачи электроэнергии на автономный подводный аппарат

  • Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Бочаров Л.Ю. Угроза из глубины: XXI век. Хабаровск: КГУП «Хабаровская краевая типография», 2011. 304 с.
  • Герасимов В.А., Кувшинов Г.Е., Филоженко А.Ю., Чепурин П.И. Исследование режимов работы системы энергообеспечения автономного необитаемого подводного аппарата с бесконтактной передачей электроэнергии//Подводные исследования и робототехника. 2013. № 2. С. 24-32.
  • Герасимов В.А., Филоженко А.Ю., Чепурин П.И. Структура системы электроснабжения автономного необитаемого подводного аппарата//Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. № 3/140. С. 47-55.
  • Герасимов В.А., Копылов В.В., Кувшинов Г.Е., Наумов Л.А., Себто Ю.Г., Филоженко А.Ю., Чепурин П.И. Математическая модель устройства для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект//Подводные исследования и робототехника. 2012. № 2. С. 28-33.
  • Колпаков А.И. Проблемы проектирования IGBT-инверторов: перенапряжения и снабберы//Компоненты и технологии. 2008. № 5.
  • Топологические методы анализа в электротехнике и автоматике: учеб. пособие для вузов//Г.Н. Герасимова, Г.Е. Кувшинов, Л.А. Наумов, В.К. Усольцев. Владивосток: Дальнаука, 2001. 232 с.
  • Электротехника. В 3-х книгах. Книга I. Теория электрических и магнитных цепей. Электрические измерения//Под ред. П.А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина, А.Л. Шестакова. Челябинск. Изд-во ЮУрГУ, 2003. 505 с.
  • Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2006. 632 с.
  • Пат. 2558681 Российская федерация, МПК H20 M7/797. Автономный инвертор напряжения для питания нагрузки через трансформатор с низким коэффициентом связи между его обмотками/Кувшинов Г.Е., Наумов Л.А., Себто Ю.Г., Герасимов В.А., Филоженко А.Ю., Чепурин П.И., Красковский М.В. 2015; заявитель и патентообладатель ИПМТ ДВО РАН. -№ 2014111547/07, заявл. 25.03.2014; опубл. 10.08.2015, Бюл. № 22. -22 с.
  • MetallizedPolypropyleneFilmCapacitors//«Ай-Си Контракт» . URL: http://www.ic-contract.ru/images/pdf/TDK/MKP_B32656S.pdf (дата обращения 24.03.2016 г.)
  • Illarionov G.Ju., Sidenko K.S., Bocharov L.Ju. Ugroza iz glubiny: XXI vek . Khabarovsk, the Khabarovsk Regional Printing House Publ., 2011. 304 p.
  • Gerasimov V.A., Kuvshinov G.E., Filozhenko A.Ju., Chepurin P.I. The investigation of modes power system supply for autonomous unmanned underwater vehicle with a contactless power transmission. Podvodnye issledovaniya i robototekhnika -Underwater Investigations and Robotics, 2013, no. 2, pp. 24-32.
  • Gerasimov V.A., Filozhenko A.Ju., Chepurin P.I. Structure of the system noncontact energy issue of the autonomous undersea device. Izvestija JuFU. Tehnicheskie nauki -Izvestiya SFedU. Engineering sciences, 2013, no. 3/140, pp. 47-55.
  • Gerasimov V.A., Kopylov V.V., Kuvshinov G.E., Naumov L.A., Sebto Ju.G., Filozhenko A.Ju., Chepurin P.I. Mathematical modeling for contactless electric power transfer to underwater vehicle. Podvodnye issledovaniya i robototekhnika -Underwater Investigations and Robotics, 2012, no. 2, pp. 28-33.
  • Kolpakov A.I. Lamp J. Problemy proektirovanija IGBT-invertorov: perenaprjazhenija i snobbery. Components & technologies, 2008, no. 82, pp. 98-103.
  • Gerasimova G.N., Kuvshinov G.E., Naumov L.A., Usol'cev V.K. Topologicheskie metody analiza v jelektrotehnike i avtomatike: ucheb. posobie dlja vuzov . Vladivostok, Dal'nauka Publ, 2001.232 p.
  • Jelektrotehnika. V 3-h knigah. Kniga I. Teorija jelektricheskih i magnitnyh cepej. Jelektricheskie izmerenija . Chelyabinsk, JuUrGU Publ., 2003. 505 p.
  • Meleshin V.I. Tranzistornaja preobrazovatel'naja tehnika . Moscow, Tehnosfera Publ., 2006. 632 p.
  • Kuvshinov G.E., Naumov L.A., Sebto Ju.G., Gerasimov V.A., Filozhenko A.Ju., Chepurin P.I. Avtonomnyj invertor naprjazhenija dlja pitanija nagruzki cherez transformator s nizkim kojefficientom svjazi mezhdu ego obmotkami . Patent RF, no. 2558681, 2014.
  • Metallized Polypropylene Film Capacitors. IC-Contract Ltd. URL: http://www.ic-contract.ru/images/pdf/TDK/MKP_B32656S.pdf (дата обращения 24.03.2016 г.)
Еще
Статья научная