电磁耦合能源接受装置设计

来源 :华北水利水电学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hongmei61
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无线传感器网络在变电站中的应用虽尚处于起步阶段,却是电力监控系统发展的必然趋势。在实际应用中,传感器节点要部署在变电站的开关、变压器、开关柜以及母排上,这就决定了节点电源不可能接入正常的电力系统供电,如何能稳定有效地为传感器节点提供电源就成为无线传感网络设计的关键问题。无线传感节点的供电方式通常是自带电池,尽管目前电池的使用寿命和储能密度不断提高,但因电池需重复充电、质量与体积较大等自身缺陷,不能完全满足无线传感节点的供能要求。为此研究人员提出了自供能技术。比较成熟的自供能方式,例如太阳能、振动能、热能、声能等自供能技术,在变电站内受环境制约条件太多,无法满足传感器工作需要。  结合无线传感网络在变电站中应用的实际环境,设计出一种变电站、配电室专用能源接受装置,为负载提供3V左右稳定电压。该装置其原理基于电磁耦合的自供能技术,即将耦合线圈靠近载流母排,线圈就会产生感应电动势,为无线传感器节点提供电源。建立承载交流电流的母排数学模型,利用MATLAB模拟出母排周围磁场分布,计算得到磁场中线圈的感应电动势。并对抗干扰性进行了分析,从理论上验证此种技术的可行性。耦合线圈输出的微弱的交流感应电压不能直接为无线传感节点供电,为此设计出整流模块、升压稳压模块、储能模块以及电源管理模块,对电能进行变换、储存和管理,满足无线传感节点的供电需求。
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