基于功率流控制的机载座椅娱乐系统无线电能传输技术研究.docxVIP

?

?

基于功率流控制的机载座椅娱乐系统无线电能传输技术研究

?

?

刘伟

【摘要】为提高民用飞机机载座椅娱乐设备的可维护性，便于拆除维护，降低负载频繁起动对飞机电网的冲击，本文给出了一种不需要电缆连接的机载供电技术为民用飞机乘客娱乐系统提供电能。该技术采用移相功率流控制实现无线电能传输调节，并给出了功率关于移相角的函数关系式。在此基础上，进一步通过实验演示系统进行验证分析，给出了相关的试验波形，并将最终的试验数据与理论分析结果做了比较，验证了本文提出的基于功率流控制的无线电能传输控制技术的可行性。

【关键词】机载娱乐系统；无线电能传输；移相控制；功率流

ResearchofWirelessPowerTransferTechnologyBasedonPhase-shiftPowerFlowControlMethodforOnboardSeat

EntertainmentSystem

LIUWei

（DepartmentofElectricSystemDesignResearch，SADRIofCOMAC，Shanghai201210，China）

【Abstract】Inordertoenhancemaintainabilityofonboardseatentertainmentequipmentandreducepowerinrushtotheaircraftelectricalpowernetwork，thispaperpresentsapowersupplytechnologywithoutofwiringconnectionforcivilonboardentertainmentsystem.Thephase-shiftpowerflowcontrolmethodisusedforwirelesspowertransfer，Anditanalyzesthecontributionofphase-shiftedcontrolinwirelesspowertransferpowerflowcontrolbygivingthefunctionexpressionbetweenthesystempowerandthephase-shiftangleindetail.Moreover，apracticalityexperimentandsomeexperimentalwaveformsarepresented.Finally，theresultoftheexperimentiscomparedwiththetheoreticalanalysistoverifyfeasibleofgivenpowerflowcontrolsolutionforwirelesspowersupply.

【Keywords】Onboardentertainmentsystem；Wirelesspowertransfer；Phase-shiftedcontrol；Powerflow

0引言

民用航空运输的普及，促进了民机机载娱乐系统的发展，不断提升乘客的体验舒适度。在运营过程中，机载系统的维护性越来越被航空公司所重视，传统的乘客座椅娱乐系统采用机上敷设线缆与座椅直接相连的供电方式，这种方式势必导致飞机维护中大量线缆维护工作量，同时线缆和连接部件的重量会大大增加，降低飞机的经济性和可维护性。本文基于感应式无线电能传输技术给出了一种机载座椅娱乐系统供电的方法，在座椅的底座结构进行电能无线提取处理，如图1所示。相比传统的接触式电能传输方式，该技术具有可靠性、安全性高，无需电路连接维护，能够实现完全气密性、防水易维护以及可实现无人化管理等优点[1]。

功率流控制在无线电能传输系统的研究中是十分重要的一环。这是由于：在系统的启动阶段，减小系统的输入功率可以有效地减小对系统的冲击[2]，机载娱乐系统的总功率相当于机载单台发电机容量的十分之一左右，有效降低对飞机电网的冲击，确保飞机电网供电稳定至关重要；另外，当乘客在使用娱乐系统时，系统的负载参数会变化时，可以通过引入闭环控制，来使系统的输入功率也作相应的变化，从而提高系统的利用率。

本文以移相控制作为功率流控制的方法。通过理论推导，从理论上对该方法作了分析，在此基础上将该控制方法运用到实物演示系统中，并通过相关实验验证了该方法的可行性。

1感应式无线电能传输系统的结构及原理

大功率无线电能传输从原理上可分为电磁感应式、微波式和磁共