电力论文哪里有？本文所提出的控制方法实现了在负载阻值发生变化时，能够实现恒定的100V电压输出和恒定的1.25A电流输出。同时，当线圈互感由于线圈发生偏移产生变化而导致系统失谐时，该控制策略能够实现系统谐振频率的自调节，使系统逆变器输出电压和电流相位恢复为零相位差的谐振状态，该组合控制策略对系统效率的提升约5%。
1 绪论
1.2 国内外研究现状
在空气环境中，针对无线电能传输技术的相关研究已经得到了快速发展，并在多个领域实现了应用。但是，由于水下环境的特殊性和复杂性，无线电能传输系统的水下应用仍面临多方面的挑战。首先，海水介质相比于空气介质，具有较大的电导率和介电常数。在系统工作时会在线圈产生较大的涡流损耗[22,23]，降低系统的传输效率，同时，海水会在电路间产生寄生电阻、寄生电容等参数，增加了系统分析时的复杂度。此外，海水的压力、温度、盐度以及洋流等多方面因素同时作用在无线电能传输系统上[24–26]，这些影响对无线电能传输系统的稳定、高效工作提出了极大的挑战。
1.2.1 海洋环境对水下无线电能传输系统的影响
文献[27]研究了海水对无线电能传输系统运行的影响。通过将涡流损耗引入电路模型来建立改进的互感电路模型。通过对线路模型的分析，发现海水对WPT系统的影响主要在两个方面：涡流损耗和失谐。由于海水的电导率和介电常数远大于空气，海水中的电场分布与空气中的相比存在巨大差异，使电压电流的相位差发生变化，造成系统失谐。为了消除WPT系统初级侧的失谐，在初级电路中添加了补偿电感，以保持水下无线电能传输系统维持谐振状态。该文章通过添加补偿电感的方法解决了水下无线电能传输系统失谐的问题，但电感的加入提高了系统阶数，使系统变得更为复杂，更容易受到水下环境中其他因素的影响。
3 水下无线电能传输系统恒压/恒流输出控制策略
3.1 水下无线电能传输系统数学建模
受海洋环境参数的影响，水下无线电能传输系统的输出极易发生波动。因此需要设计控制器调节系统的系统输出。而控制器的设计需要建立准确的数学模型描述系统的稳态以及暂态特性。水下无线电能传输系统由多级电力电子变换器构成，电力电子变换器频繁地开关切换，水下无线电能传输系统表现为时变非线性系统。同时，水下无线电能传输系统存在高频谐振，无法使用传统的用于电力电子变换器的状态空间法对电路进行建模分析。
本课题选择使用广义状态空间平均法对水下无线电能传输系统进行建模。广义空间平均建模方法核心原理是将时域的周期信号转化为傅里叶级数的形式，使用傅里叶级数的基波和低阶分量近似地表示原信号，将非线性的环节近似线性化，最后将频域信号转化为时域信号求得近似解。如图3-1为水下无线电能传输系统等效电路。
5 实验验证与分析
5.1 实验平台搭建
（1）耦合线圈机构
水下无线电能传输系统中，进行能量传输的关键部分就是谐振线圈和补偿电容，通过两者实现电能从发送端到接收端的高效率无线传输，因此耦合机构设计是整个实验验证的最重要环节。本文设计的耦合线圈如图5-1所示，发射线圈和接收线圈均使用利兹线绕制在空心圆形线盘上，线圈结构为平面螺旋线圈。绕制匝数为20匝，线圈外直径为6cm，内直径为3cm。为了增强发射线圈与接收线圈的耦合，增大线圈的电感量，提升系统的效率及稳定性，在线圈背部贴有铁氧体磁芯。为了降低海水环境中线圈的涡流损耗，提高系统整体效率，本文搭建的水下无线电能传输系统的工作频率为85kHz。使用LCR测试仪得到85kHz下，发射线圈和接收线圈的电感值分别为165μH和79μH。
5.2 实验验证及结果分析
在前文所设计的硬件基础上搭建功率为100W的水下无线电能传输系统实验样机平台，实验样机平台由直流电源、逆变电路、耦合线圈、谐振网络、整流电路、负载、采样电路和控制部分组成。实验平台如图5-7所示。表5-1所示为本文所设计无线电能传输系统实验平台参数。
6 总结与展望
6.2 未来工作展望
（1）本文所提出的控制策略，采用PI控制器，PI控制的性能有限，在未来工作中，还需要优化控制器，采用更高性能的控制器，以提高控制策略的控制效果。
（2）本文将海水环境中各参数的影响等效为对互感以及阻抗的影响，但未进行环境参数变化时的系统验证，在未来工作中，设计温度盐度自适应系统，在不同温度、盐度等参数的环境中进行实验。
（3）本文未针对耦合机构进行设计，未来工作中优化耦合机构，通过对耦合机构的设计进一步提高水下无线电能传输系统的传输效率。
（4）本文在实验中采用电阻负载进行系统测试，而水下无线电能传输系统在实际应用中，其负载一般为电池，因此在未来工作中需要针对电池负载进行更深层次的研究。
（5）本文所涉及的无线电能传输系统的功率等级偏低，后续将实现在高功率无线电能传输系统中的频率跟踪以及恒压/恒流控制。
参考文献（略）
