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感应式非接触供电系统通过电磁耦合方式进行电能传输,具有安全、可靠、环境友好的优点,在轨道交通等移动供电领域具有广泛应用前景。本文以轨道交通车辆的移动式感应非接触供电系统的功率控制为研究对象,深入分析轨道车辆驱动系统在长距离供电范围运动时,感应非接触供电系统的性能和高频变流器系统功率调节的方法,对提高移动式感应耦合电能传输系统供电稳定性具有重要的理论价值和实际意义。 论文首先对感应供电系统中松耦合变压器、高频逆变电路、补偿电路、矢量控制的电机模型等关键部件进行了模型分析,解析计算了适用于长距离移动供电的双原边、双副边线圈松耦合变压器互感的电路模型,研究了初级侧功率控制的几种方法,对移相控制策略的输出特性和带电机负载运行时的工况进行了计算分析。 深入研究了脉冲密度调制(PDM)控制方法的原理、方法,针对负载空载、变化电阻负载、电机负载等不同的工况,分析计算了采用PDM控制的ICPT功率控制策略的特性。建立了ICPT变压器副边线圈电压和原边电流反馈的双闭环系统控制模型,设计了通过无线信号传输实现输出电压、电流的闭环控制的方法,结合具体项目参数编制了控制算法,采用均匀PDM控制策略对可变的电阻负载、系统驱动电机负载时ICPT供电特性等过程进行了仿真和试验。结果可知,负载变化情况下ICPT系统实现了软开关控制,输出功率基本稳定。 针对长距离移动式非接触的感应供电系统,分析了三种分段供电模型,为了减小线路损耗,结合项目实际,提出一种采用高频配电-分段切换的切换供电模式对长距离移动式感应非接触供电系统的分段切换控制方法。通过位置检测和闭环控制,针对不同位置时系统参数的变化,实现了分段供电情况下带变频驱动电机负载下输出电压和功率平稳控制。