电梯电能回馈装置的应用

第一篇：电梯电能回馈装置的应用

电梯能量回馈装置的应用实践

————李维善

一、我国电梯发展的简要回顾

统计数据显示，1979年以前，我国的在用电梯不到１万台。八十年代以来，随着经济建设的持续高速发展，国内电梯需求量越来越大，新增数量整体呈快速上升趋势，并持续至今。

根据历年的统计数据：1986年，我国大陆地区电梯年产量突破1万台；1997年达到了近3万台；2002年首次突破6万台；2006达到16.8万台，成为全球之首。2007年达到21.6万台，这个产量超过了全球当年电梯产量的40%。中国电梯协会提供的信息显示，截止到2007年底，中国大陆在用电梯总数达917 313台，成为世界电梯保有量最大的几个国家之一。各省份电梯数量如下：

单位：台 北 京 78945 重 庆 22949 天 津 17771 贵 州 5273 河 北 15379 云 南 13203 山 东 30089 河 南 18684 内 蒙 5843 江 西 9429 山 西 9149 湖 南 上 海 94637 湖 北 浙 江 86104 陕 西 福 建 31040 新 疆 广 西 13279 甘 肃 广 东 204057 宁 夏 海 南 7057 青 海 安 徽 13980 西 藏 江 苏 79566 黑龙江 四 川 23400 吉 林 辽 宁 35047 总计 917313

22035 23351 16597 8092 6838 2210 1845 766 11964 8734 根据有关方面提供的对酒店，写字楼等的用电情况调查材料显示，当出租率或者入住率比较高的时候(超过85%)，建筑物内电梯的用电量可以达到建筑物总用电量的15%—25%仅次于建筑物内制冷、空调的用电量，高于楼内公共区域照明，供水等的用电量。随着电价的不断上涨，电梯节能已经成为广大电梯使用单位十分关注的问题。近年，新建的楼宇中带有电能回馈装置的电梯已经逐渐开始被建设单位选用。

二、交流异步电动机的发电原理

交流异步电动机也被称为“感应式电动机”，在电动机处在电动状态的时候，转子导体不断地切割旋转磁场的磁力线而产生电磁转矩，使转子发生转动并且输出扭矩。但是当交流异步电动机的实际转速高于同步转速的时候，电动机转子切割磁力线的方向与电动状态的方向相反，于是转子的感应电动势和转子的电流方向都和电动状态时的方向相反，继而导致转矩与转速的方向相反，电动机处在回馈制动的状态下。此时电动机输出的机械功率＜0，从定子到转子的的电磁功率也＜0。

P ＝ 3U1Ｉ1cosφ＜0 说明电动机不是从电网吸收有功功率，而是向电网输送有功功率，换句话说此时的一台交流异步电动机已经变成了一台交流异步发电机与电网并联运行。但是电动机仍然需要从电网吸收无功功率以便建立旋转磁场的磁通势。正因为如此，这台发电机不用考虑同步问题。

三、泵升电压

当我们把一个重物从低处提到高处时，必须要付出能量，当把这个重物从高处放回低处时，这个能量将会释放出来，这是“能量守恒”原理。电梯也是同样的道理，当把电梯向上提时，我们要使用电能，当把电梯从高处放下时，电梯要放出能量，为了均匀拖动负载，电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成，只有当轿厢载重量加上轿箱额定负载的50%（1吨载客电梯乘客为7人左右）时，两者才相互平衡。此举虽然改变了用能的峰值点，但不能改变平均能耗。而在实际使用的过程中不太可能出现这么巧的事情，即轿箱重量加上乘客的体重正好等于对重平衡块的重量。所以电梯基本上都是处在一种非平衡状态下运行的。在电梯的实际运行中经常会出现以下两种现象：

1、乘客较多的时候轿箱下降。

2、乘客比较少或者没有乘客的时候轿箱上升。

出现第1种情况的时候乘客的重力势能做功，也就是释放能量。出现第2种情况的时候，对重平衡块的重力势能做功。这两种状况下电动机就会处在发电的状态。原因是两种重力势能释放的时候就会拉着电动机向前转，从而使电动机的实际旋转速度高于电动机的额定同步转速。但由于电梯用变频器的交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的，因此发出来的电无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，这种现象称为“泵升电压”。

另外采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械功能，电梯达到目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止。从高速到停止（速度为零），这时电气的频率变化很快就完成了，但电动机的转子带着负载有较大的机械惯性，不可能很快的停止，此刻电动机在这个过程中电动机也处于发电状态，同样会产生泵升电压。

四、泵升电压的处理方式

电梯运行中多余的这些能量通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变

频器直流回路中的电容中，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，如不及时释放电容器储存的电能，就会出现过电压。电梯控制系统的保护装置会迫动作，使变频器停止工作，电梯就无法运行了。为了避免这种现象的发生，目前泄放变频器内大电容中电量的方法是采用制动单元和外加大功率电阻，将大电容中电量消耗到外加大功率电阻上，实际上就是白白地变成热能浪费掉了。这种通过内置或外加制动电阻的方法将电能消耗在大功率电阻器中方式，被人们称之为电梯的“能耗制动方式”。目前国内的变频电梯几乎全都采用这种办法。电梯运行中，这些电阻都会散发出很大的热量（其表面温度可达100摄氏度以上），浪费的这部分能量占电梯用电总量的 25-40%。同时电阻产生的热量还恶化了电梯控制柜周边的环境，为了保证电梯控制系统中其他组件能够正常工作，管理方基本上要装空调、风机来降低电梯间温度，使得电梯系统的电能消耗进一步加大。在一些条价较差的电梯机房内，空调的用电量几乎和电梯的用电量大致相同。

五、电梯电能回馈器的工作原理

所谓回馈就是将上述多余的电能经过逆变变成与低压电网（局域电网）相同相位，相同频率，相同电压，相同相序交流电送回低压电网。这与风力发电和太阳能发电向低压电网并网送电的过程非常相像。

电能回馈器的主电路采用 IGBT 功率模块，控制电路中产生的控制脉冲列，经性能可靠的驱动电路控制IGBT 功率单元的开通、关断。电流指令发生器产生和回馈能量成正比的正弦波电流信号，使回馈电网的电流接近正弦波。主电路由IGBT、智能模块IPM、隔离二极管、滤波电感、电容，外围信号采样器等元件组成。模块是主电路中的核心元件，它将直流电能逆变为与交流电网同步的三相电流回送电网。隔离二极管可防止能量回馈器反送电能给变频器，确保系统安全运行。电感和电容构成高次谐波滤波器，阻止模块高频开关产生的高次谐波电流进入电网，提高电能回馈器的电磁兼容（EMC）性能。回馈器采用电压自适应控制，即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，电梯专用电能回馈器才及时将电容中的储能回送电网，如果电容器中没有储能，回馈器就不工作（不发电）。为保证能量回馈器能够安全可靠地工作，产品还采用了可编程逻辑器件，使回馈器具有极强的抗干扰能力。回馈器都有完备保护功能，保证了回馈器的可靠运行。

主要技术指标大致如下：

1.采用PWM脉宽调制技术，输出相位准确、有效抑制高次谐波。

2.采用DSP中央处理器，速率高、精度高、稳定性能好、抗干扰能力强。

3.采用自诊断技术确保输出电压精确，防止电流回送，使变频器不受影响。

4.电压畸变小于5%，符合IEC61000-3-2及GB/T14549标准。

5.应用电抗器和噪声滤波器，可直接和0.4kV电网驳接使用。

6.能量转换率达97%以上，节电率在25%～45%（根据不同工况）。

7.实现变频调速系统四象限运行；

8.制动能量得到回收，系统效率提高；在频繁制动的工况下运行时节电更明显。

六、电能回馈器简介

电梯能源反馈本身不是新技术，但仍属于先进技术，只是我国引进得比较晚。在国外从90年代起，我们常见的电梯品牌如：富士达，东芝，迅达，奥蒂斯，三菱，日立，蒂森等等品牌的原装电梯上就都可以带能源反馈装置。另外在油田抽油机，矿井的提升机等等地方，这项技术也得到了较为广泛的应用。

国内超高层建筑物内或者梯速3米/秒以上的高档电梯的基本都使用了这套装置，因为电阻放热的方式对这样的电梯已经不起作用了。但在一般建筑物中，由于在引进的时候这套装置报价相当高，所以绝大部分开发商在初期建设的时为了降低成本都没有选用。如果你有兴趣去电梯机房观察一下电梯控制柜，在其变频器的出线端子排上几乎都有标着“+”和“—”这样两个端子，这就是电能回馈装置的接线点。目前国产电梯出厂时都不配有电能回馈装置。

进入本世纪以后，这项技术被一些厂家引入国内，目前北京市场上常见的有深圳0TT，深圳加能，秦皇岛PROSPECT，西子奥的斯等几个厂家的产品。他们的产品从原理，构造和性能上基本相似，只是在辅助功能上有些差别而已。理论寿命可达70000小时以上

图1：壁挂式

图2 ：落地式

目前市场上的能源反馈装置的设计完全是按照无人管理的全智能模式设计的（傻瓜型）。外观上看就像一个配电箱，大多采用壁挂式，体积大约在300×300×500mm(各个厂家有所差异)，采用落地式的相对少一些。

原理图如下：

整个安装过程相当简单，主要的工作内容是固定回馈器和接线。然后根据实际情况对动作电压和控制参考电压进行一下设定，回馈器即可投入运行。

回馈器有6根引出线：其中3根是相线，分别接在三相电源上，作用是向低压电网回馈电能。另外 2根接在变频器的直流端子上，（变频器接线端子排上的那2个直流端子因变频器品牌的不同，其名称不完全一样，在接线以前应仔细阅读变频器说明书）其作用这是从直流母排上收集过剩的电能。剩下一根是接地线（PE线）。

为了用户能够确认回馈器的节电功能，各个厂家在安装首台回馈器的线路上通常还要安装三块电表（见下图），其中一块（A）用来计量不含有回馈电量的用电量，也就是没有安装回馈器时候电梯的用电量。第二块(B)计量包含回馈电量在内的电梯用电量。第三块（C）专门用于计量回馈的电量,也就是节约的电量。

它们之间的关系是：B=A-C 接线图

在电梯运行的期间，一旦电梯的电动机进入发电状态，人们就可以清楚地看见电表A在反转，电表B微动，电表C在正转。不过有一点一定要予以注意：在这里安装的电表必须是机械式电表，因为电子式电表是不会反转的。

五、节能效益

电梯能源回馈器的节能效益是相当高的。中国特种设备检验协会对某产品进行过能好测试：

工况为100%载荷（满载）时往返10次的耗电量，用电能回馈技术前耗电0.852Kw.h，应用电能回馈技术后耗电0.472Kw.h，节电率查过44%；

工况为0%载荷（空载）时往返10次的耗电量，用电能回馈技术前耗电0.748Kw.h，应用电能回馈技术后耗电0.486Kw.h，节电率超过35%。

根据笔者这几年的实际观察和测试，节电量与电梯的工作状况有很大的关系。在楼层越高，日平均运行频次越多，电梯的梯速越高，停站次数越频繁的电梯上面使用回馈器的节能效益越好。在高层写字楼内，每天叫梯次数超过1000次的电梯，安装回馈装置以后节电率几乎都能够达到35%以上。

此外使用该项技术以后，放热电阻不再工作，电梯机房的室内温度大幅度下降，通常可以下降5~10摄氏度。机房空调机的开启时间减少了50~75%（依电梯机房的位置和结构而异），进一步降低了电梯系统的能耗。同时电梯机房的温度下降以后，对电梯机房设备的安全运行和延长使用寿命都很有好处。

写字楼，商场，医院由于受到电梯客户群的影响，其主要工作时间往往都相对集中在8：30到18：00这段时间内，此间正值用电高峰期，电价都比较高，北京地区商业电价在高峰期间（10：00-15：00）是1.2283元/千瓦时，夏季7、8、9月的尖峰期间（11：00-13：00）1.3377元/千瓦时，因此节电效益更加明显。一年节约的电费基本上就能够达到初期投资的水平。

例如：深圳某大厦

电梯停站30层，梯速2.5m/s。实验状态：不用回馈器和用回馈器，各运行2周（336小时）。

不用回馈器用电量是817千瓦时。电阻温度128摄氏度。使用回馈器用电量是491千瓦时。电阻温度 22摄氏度。节电率大约39%。一年节约的电费就超过了改造的投资。

即使在叫梯次数很少的电梯上使用回馈器，节电率也相当可观。笔者曾经组织过一次测试，在XX高档公寓，2号楼7单元，楼高12层楼，地下2层，电梯功率是 11千瓦。一星期才叫梯次数230多次，使用回馈器以后节电率仍可以达到19.5%。

只是在这种工况下，节电效益很低，投资回收期过长。

六、对几个问题的解答

1、电能回馈装置发出来的电到哪里去了？

安装了电能回馈装置等于在建筑物低压电网中并联了一台不是连续工作的小发电机。当电梯处在发电状态的时候，回馈的电能进入局域电网，与时电网中其他正在运行中的用电设备（如水泵，冷水机组，风机，照明灯等等）将这一部分电消耗掉了，于是这些设备减少了对总电源的电力需求，从而达到了节约用电的目的。

2、加装电能回馈装置是否会影响电梯的安全运行？ 电梯的电能回馈装置是在直流母排上并入的。回馈装饰都具备完整的保护功能（如：过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护，采用自诊断技术确保输出电压精确，防止电流回送等），而且这些保护的设置参数都大幅度低于电梯控制柜和变频器的保护参数的水平，一旦回馈装置发生故障，其本身的各种保护就会先于电梯控制回路中保护起作用，使回馈装置停止工作。此时电梯仍可以正常工作，只是没有了电能回馈的功能而已，因此安装电能回馈装置对电梯的安全性能没有任何影响。另外该产品已经得到国家电梯质量检测中心认可，可以放心使用。

3、在不同建筑物内，同样功率，层站的电梯为什么节电率相差很大？ 问题出在电梯的使用频率不一样。正如前面提到的，回馈器只是在轻载上 升，重载下降以及电梯停站之前的制动期间才会发电，所以发电量的取决于出现上面三种运行状况的几率。总体上讲，使用频率越高，电梯出现上述三种状况的几率就越高，回馈的电量就越多，节电率就越高。

4、什么样的电梯适合安装电能回馈器？

从理论个上讲，只要变频的垂直电梯都可以安装电能回馈器。非变频电梯、液压电梯由于工作原理不同，不能安装电能回馈器。无机房电梯也可以安装回馈器，安装回馈器后的节能效果不如有机房电梯那样明显，所以人们不太应用。

从节能效益上讲，应该首先应该考虑在楼层高，运行频率高，梯速高和停站多的电梯上使用这项技术。这样投资回收期比较短，而且电梯机房环境的改变更加明显。使用单位可以根据实验数据进行推算，大约在2-3年内可以收回投资的电梯都可以考虑进行改造。

电梯电能回馈技术是一项完全成熟而且很值得推广的节能技术，已经得到国家电梯质量管理部门的认可。在设备选型的时候，写字楼，医院，商厦等等建筑物就应该考虑安装带电能回馈装置的电梯。建议有关部门早日完成国家相关标准和规范的制定，使这项节能技术的推广和应用进入法制化的轨道。应该在建筑物方案审核的时候就进行相应的干预，以便从源头上控制住高能耗电梯的进入市场。避免再次陷入先耗能再治理的怪圈内。

第二篇：电梯电能回馈节能改造解决方案

电梯电能回馈节能改造解决方案

电梯为何能发电

电梯作为高层建筑物中的固定式升降运输设备，由曳引机系统拖动一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角小于15°的轨道在各楼层间运行的一种势能负载，因此若电梯的载重量即轿厢重量与配重块不平衡时，会使电梯产生多余的机械能带动电梯轿厢运行。如本页图所示，当电梯轻载上行、重载下行或停层制动时，曳引机工作在发电状态。

目前的电梯大部分均采用变频调速技术，电梯运行过程中发出的电能会通过变频器逆变模块的续流二级管源源不断的向变频器的直流电容充电，使变频器的直流母线电压泵升，导致变频器产生过压故障，影响电梯的正常运行。目前国内大部分变频调速电梯吸收此部分能量的方法是采用外加大功率制动电阻的方法，这样不仅浪费了大量电能，降低电梯的运行效率，还会产生大量的热量，导致机房温度大大升高（4℃-8℃），需要用空调或排风扇来降温，从而更进一步增加了电梯能耗，同时大量的热量降低了电梯控制柜运行的稳定性。

采用电梯电能回馈装置的能源再生技术和电梯的完美结合将打破传统电梯（变频调速+永磁电梯）从节能到“造”能的飞跃。这也会是解决电梯能耗的历史性突破和分水岭。电梯能耗现状

一部普通的变频调速电梯，日耗电量在30kWh-80kWh，采用能源再生技术，节电率在15-50%，若按照每部电梯的日均耗电量40kWh，平均节电率30%计算，每部电梯的日均节电量在13.5kWh左右，再加上因采用能源再生技术、机房温度的降低而节省的空调电费，每部电梯的日均节电量可达到18kWh。据中国电梯协会统计，截止到2010年底，我国的在用电梯已达到150万台，且每年还在以20%的速度在增长，如果中国每部电梯都加装电能回馈装置的话，每年可节省电量达到65.7多亿kWh，在2011年-2015年十二五规划的五年时间里，节能量可达到586.68亿kWh，相当于三峡发电站半年的发电量。中国是世界上最大的电梯制造国和使用国，2010年电梯的年耗电量达到了237亿kWh，占整个建筑能耗的7%，且每年还在以20%的速度在增长.另一方面，市场上在用的90年代的电梯也逐渐进入了更换阶段。因此节能电梯的市场需求量主要包括三个方面，一是新增需求量，二是旧电梯的更换量，三是节能改造量。

节能技术原理

电梯运行中：①电梯在运行中有时耗电、有时发电；②耗电和发电的机会大约各占50%；③通常的电梯对于发电的电量都是通过制动电阻进行消耗而没有加以利用；④制动电阻的温度会明显升高。

电梯造成很多的能源浪费，发的电不仅没有利用，反而造成机房温度过高，需要借助空调进行散热，因此我们要想办法进行解决。我们采取的策略是对发电的电量进行回收利用，那么不仅可以将势能转变为电能再次使用，而且避免了产生多余的热量，同时还减少了空调的耗电量。

电量回收利用的方式是：将发出的电量转换成交流电，再同步输送到局部电网中，转换成一定的电流，与电网中其它用电器并联，为其它用电器提供一部分电能，这个叫做逆变并网，这个原理和广泛使用的太阳能发电并网原理是一样的。这种技术实现了从节能到“造能”的飞跃，是一种非常先进的技术。

实现这一节能技术的设备是电能回馈装置，它是实现能量回收和并网的关键设备。产品名称

益非KYF电能回馈装置

应用范围

环保节能产品，节省电能21％--60％，楼层越高，功率越大，使用越频繁，节能效果越好，非常适合高层，高速电梯使用。

适用范围宽，可与220V，380V，480V电压等级的变频器配合使用，曳引机功率从15KW—40KW均可适用。

自动扶梯变频节能改造方案

自动扶梯变频节能装置：

该产品具有工变频切换开关，可随时切换到改造之前的运行模式，安装后可达如下效果： 1）当扶梯置于节能模式运行时，启动扶梯后正常速度运行一分钟；

2）若一分钟内无乘客触发红外线，则扶梯变为设定频率节能慢速运行状态；

3）若有客流时，红外传感开关被触发，扶梯立即平稳加速到正常速度，控制器PLC内置计时器开始计时。（每触发一次都会重新计时，以保证最后一位乘客以正常速度达到）； 4）若在设定的时间段内再无乘客通过电梯，扶梯自动切换到设定频率低速节能运行； 5）如此循环以达到显著的节能效果。

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第三篇：电能计量装置配置原则

电能计量装置配置原则

1.配置原则

(1)贸易结算用的电能计量装置原则上应配置在供受电设施的产权分界处:发电企业上网线路、电网经营企业间的联络线路两侧都应配置电能计量装置。

(2)I、II、III类贸易结算用电能计量装置应按计量点配置计量专用电压、电流互感器或者专用二次绕组。电能计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路不得接入与电能计量无关的设备。

(3)单机容量100MW及以上的发电机组上网结算电量,以及电网经营企业之间购销电量的计量点,宜配置准确度等级相同的主、副两套电能表。即在同一回路的同一计量点安装一主一副两套电能表,同时运行、同时记录,实时比对和监测,以保证电能计量装置的准确、可靠,避免较大的电量差错。

(4)35KV以上贸易结算用电能计量装置中的电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点,但可装设熔断器;35kV及以下贸易结算用电能计量装置的电压互感器二次回路,应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。

(5)安装在用电客户处的贸易结算用电能计量装置,1OKV及以下电压供电的,应配置符合GB/T16934规定的电能计量柜或计量;35kV电压供电的,宜配置GB/T16934规定的电能计量柜或电能计量箱。

(6)贸易结算用的高压电能计量装置应装设电压失压计时器。未配置计量柜(箱)的电能计量装置,其互感器二次回路的所有接线端子、试验端子应能实施铅封。

(7)互感器的实际二次负荷应在25%~100%额定二次负荷范围内;电流互感器额定二次负荷的功率因数应为0.8-1.0;电压互感器额定二次功率因数应与实际二次负荷的功率因数接近。

(8)电流互感器在正常运行中的实际负荷电流应为额定一次电流值的60%左右,至少应不小于30%。否则,应选用具有高动热稳定性能的电流互感器,以减小变比。

(9)选配过载4倍及以上的宽负载电能表,以提高低负荷计量的准确性。

(10)经电流互感器接人的电能表,其标定电流宜不超过TA额定二次电流的30%,其额定最大电流应为TA额定二次电流的120%左右。直接接入式电能表的标定电流应按正常运行负荷电流的30%左右进行选择。

(11)对执行功率因数调整电费的客户,应配置可计量有功电量、感性和容性无功电量的电能表;按最大需量计收基本电费的客户,应配置具有最大需量计量功能的电能表;实行分时电价的客户,应配置复费率电能表或多功能电能表。

(12)配有数据通信接口的电能表,其通信规约应符合DL/T645的要求。

(13)具有正、反向送受电的计量点,应配置计量正向和反向有功电量以及四象限无功电量的电能表。一般可配置1只具有计量正、反向有功电量和四象限无功电量的多功能电能表。

(14)中性点绝缘系统(如经消弧线圈接地)的电能计量点,应配置经互感器接人的三相三线(3×100V)有功、无功电能表;但个别经过验证、接地电流较大的,则应安装经互感器接人的三相四线(3×57.7V)有功、无功电能表。

(15)中性点非绝缘系统(即中性点直接接地)的电能计量点,应配置经互感器接人的三相四线(3×57.7V)有功、,无功电能表。

(16)三相三线低压线路的电能计量点,配置低压三相三线(3×380V)有功、无功电能表;当照明负荷占总负荷的15%及以上时,为减小线路附加误差,应配置低压三相四线(3×380V/220V)有功、无功电能表,或3只感应式无止逆单相电能表。

三相四线制低压线路的电能计量点,应配置低压三相四线有功、无功电能表。

2.准确度要求

电能计量装置的类别不同,对电能表、互感器的准确度等级要求就不相同。

(1)不同类别的电能计量装置所配置的电能表、互感器的准确度等级应不低于表的规定。

(2)I、II类用于贸易结算的电能计量装置中,电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%;其他电

能计量装置中二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。

准确度等级

*0.2级电流互感器仅指发电机出口电能计量装置中配用。

3.接线方式

(1)接入中性点绝缘系统的3台电压互感器,35kV及以上的宜采用Y/y方式接线;35kV以下的宜采用V/V方式接线。接入非中性点绝缘系统的3台电压互感器,宜采用Yo/yo方式接线。其一次侧接地方式和系统的接地方式应相一致。

(2)低压供电,负荷电流为5OA及以下时,宜采用电能表直接接入方式;负荷电流为5OA以上时,宜采用电能表经电流互感器接入的接线方式。

(3)三相三线制接线的电能计量装置,其2台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。三相四线制连接的电能计量装置,其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接。

(4)所有计费用电流互感器的二次接线应采用分相接线方式。非计费用电流互感器的二次接线可以采用星形或不完全星形接线方式。

应掌握电能计量装置的接线方式及其规则,深入学习电力行业标准《电能计量装置安装接线规则》及《电能计量装置接线图集》，并遵照执行。

4.互感器二次回路导线截面的选择

互感器与电能表连接导线截面的大小,直接影响互感器的实际二次负载,进而影响计量装置的准确性。因此,必须正确选择互感器二次回路导线的截面。

(1)电流互感器二次回路导线截面的选择。电流互感器二次回路导线阻抗是二次负荷阻抗的一部分,尤其在大型发电厂、变电所则是其主要部分,它直接影响电流互感器的准确性。因此,当二次回路连接导线的长度一定时,其截面应按电流互感器的额定二次负荷计算确定,一般应不小于4mm2。

(2)根据负荷电流的大小,配置直接接入式电能表应选择的导线截面如表68所示。

(3)电压互感器二次回路导线截面的选择。电压互感器的负荷电流通过二次导线时会产生电压降,那么加在电能表上的电压就不等于电压互感器二次绕组的端电压,这将造成电能表端电压对于二次绕组端电压的量值和相位上的变化,由此产生电能量的测量误差。一般用加大导线截面或缩短导线长度来减小TV二次回路电压降。当电压二次回路导线长度一定时,其截面应按允许的电压降计算确定。通常电压二次回路的导线截面应不小于2.5mm2。

第四篇：电能计量装置安装前规定

电能计量装置安装前的管理

1．报装中的管理

用户供电方案应按照《中华人民共和国电力法》第二十七条、《电力供应与使用条例》中第六章规定：供用电双方应签订供用电合同，其中要求就计量方式问题要明确规定采用什么样的计量装置、安装的位置、如何安装；计量管理的责任(维修和保护责任)及计量装置产生误差的纠正办法的要求，在报装方案时，给予明确；例如在电能计量方式上应明确电能计量装置的装设地点、装设电压等级、电能表类型及专用互感器及二次回路等“用电计量装置表”的内容。2．设计审定中的管理

电能计量装置的设计审定的基本内容包括用户的电能计量方式、电能表与互感器的接线方式、计量器具的准确度等级、专用互感器及二次回路专用互感器的额定二次负荷及额定功率因数、电流互感器额定一次电流、电能表的标定电流、电能计量柜、电能表的安装条件、高压互感器及其高压电气设备的电气间和安全距离等；主要依据SDJ9《电测量仪表装置设计技术规程》、GBJ63电力装置的电测量仪表装置设计规范》。3． 电能表及互感器的选择

在设计时要遵循电能计量装置的技术要求进行选择。在农村，特别强调以下方面：

(1)准确度：由于农电大多数是IV类负荷，有功电能表选2．2级，无功电能表选3．0级，电压互感器选0．5级，电流互感器选0．5级或o．5S级。

(2)二次导线的选择：二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。连接导线的截面积由计算确定：电流二次回路，应按电流互感器的额定二次负荷来计算，但至少应不小于4(2．5)mm 2；电压二次回路应按电压降来计算，但至少应不小于2．5mm2。

(3)一次电流的确定：应保证其在正常运行的实际负荷电流达到额定值的60％左右，至少应不小于30％。(4)电压互感器二次回路压降应不大于额定二次电压的0．5％。

(5)关于安装电能柜的要求：对10kV以下三相线路供电的用户要配置全国统一标准的电能计量柜；35kV供电的用户宜配置专用互感器柜或电能计量柜，35kV以上线路供电的用户，应有电流互感器专用的二次绕组和电压互感器的二次回路，并不得与保护、测量回路共用。

(6)居民用户电能表选择：电能表额定容量的大小，根据用户负荷的高低来选择。用电负荷上限应不超过电能表的额定容量，下限应不小于电能表允许误差规定的负荷电流值。

【例5-1】 某家庭有彩电1台、80W，微波炉1台、800W，40W电灯泡5只，洗衣机1台、400W，电炊具800W。试问应配多大的电能表。

解 计算使用功率：P＝80十800十5×40十400十800＝2280(W)计算同时系数为1时，通过电能表的电流值：I = =10．4 答：可配单相220／6(12)A的电能表。

例5-2】 某动力兼照明用户，装电灯容量为1kW，电动机动10kW，用电的功率因数按0．8考虑，同时系数为1。试问选用多大的电能表? 解 计算三相电流： I= P / UIcos∮

=（1000+10000）/ ×380×0．8=20．8（A）

答：应选取一只三相四线3×220/380V，25A的电能表或3台30/5A电流互感器及3只5A的电能表。安装后的验收

（1）电能计量方式符合设计要求；（2）电能计量装置的接线正确、安装工艺质量尤其是接点、触点、熔断器等的接触良好；

（3）测量一、二次回路的绝缘电阻应合格，有电压互感器和电流互感器的单位要进行二次回路压降或二次回路负荷的测试；

（4）计量器具有有效期内的合格标志；（5）计量装置的接地系统； 运行中的管理

农村供电所电能计量管理，运行中的主要工作内容是掌握本地区和所辖范围电能计量装置中电能表、互感器的规格、形式和数量；根据本地区和所辖范围，对电能计量装置管理的业务安排制定计划，认真执行电能计量装置的周期轮换和检修任务，及时处理故障差错等。1．电能表的管理

（1）检定依据：根据DL448-91《电能计量装置管理规程》、SD109-83《交流电能表检定规程》进行。

（2）室内检定：包括新装和运行中定期轮换的电能表。农村用电中，电能表的检定一般要求用精度比被校表的准确度高3倍的校验装置（如：在检定2．0级表时，检定装置等级为0．6级），在规定的实验条件下，运用恰当的方法及必要的调整确定电能表准确度的等级。

检定内容：①直观检查；②启动试验；③潜动试验；④测定基本误差；⑤绝缘强度试验；⑥走字试验；⑦需量表需量指示器试验。重要项目是测定基本误差（检定方法可依据有关规程）。

由于电能表的检定是在规定条件下进行的，对安装和使用时中的表计都要满足规程中或生产厂家对安装条件的要求，使表计在实际运行中依然能保证其准确度的要求。要充分考虑如频率、电压、波形、温度、倾斜、自热等对影响电能表运行的外部主要因素，其中温度、倾斜、自热与安装的环境直接有关。

（3）轮换周期：执行规程中关于安装式电能表第IV类电能计量装置的规定，如2．0级。

（4）现场检验：按规定的检验周期，在电能表安装现场用实际负荷对其进行检验。实际负荷要求为：通入标准表的电流不低于其标定电流的20％，现场的负荷应为实际的经常负荷，当负载电流低于被检表的10％或功率因数低于0．5时，不宜进行误差测定。

现场检验条件还要符合对电压、频率、温度等的要求。检查内容：①在实际运行中测定电能表的误差；②检查是否有计差错，计量方式是否合理；③检查电能表与互感器二次回路连接是否正确。为满足现场检验的需要。许多厂家还生产了不同类型的现场检验设备，如ST9040E多功能电能表等。2．互感器的管理

1)依据DL448-91《电能计量装置管理规程》、JJG313-94《测量用电流互感器》、JJG314-94《测量用电压互感器》的规定进行检定。

2)实验室检定内容：①外观检查；②绝缘电阻的测定；③工频电压试验；④绕组极性的检查；⑤退磁(电压互感器不做)；⑥误差测定。检定方法可依据上述规程。

由于互感器的检定是在规定条件下进行的，对安装和使用时中的互感器都要满足规程中或生产厂家对安装条件的要求；要充分考虑如频率、电压、波形、温度、外界电磁场、二次回路的实际负荷等对影响互感器运行的外部主要因素。其中外界电磁场、二次回路的实际负荷与安装的环境直接有关。

3)轮换周期：按DL448-91的规定，互感器的轮换(现场检验)周期：至少每10年轮换一次，或现场检验一次；低压电流互感器，至少每20年轮换一次。目前，根据JJG313-94和HG314-94两个规程的要求，标准用的互感器室内检定周期一般为2年。

3．通过电能计量进行窃电行为的判定和处理

在《电力供应与使用条例》第三十一条明确规定禁止窃电行为并规定涉及计量装置的以下行为属于窃电行为：(1)绕越供电企业的用电计量装置用电；

(2)伪造或者开启法定的或授权的计量检定机构加封的用电计量装置封印用电；(3)故障损坏供电企业用电计量装置；

(4)故意使供电企业的用电计量装置不准或者失效。

在发现上述窃电行为时根据《中华人民共和国电力法》第七十一条规定：“盗窃电能的，由电力管理部门责令停止违法行为，追缴电费并处应交电费5倍以下的罚款；构成犯罪的，依照刑法相关条款追究刑事责任。”另外，在《刑法》第二百六十三条、第二百六十四条、第二百六十九条也都有明确的规定。农电计量管理人员要认真维护电力企业供电的权益，堵塞漏洞，对查获的窃电者，应对予制止，并可当场中止供电。窃电者应按所窃电量补交电费，并承担补交电费3倍的违约使用电费。拒绝承担窃电责任的，应报请电力管理部门依法处理。窃电数额较大或情节严重的，应提请司法机关依法追究刑事责任。因违约用电或窃电造成供电企业供电设施损坏的，责任者必须承担供电设施的修复费用或进行赔偿。因违约用电或窃电导致他人财产、人身安全受到侵害的，受害人有权要求违约用电或窃电者停止侵害，赔偿损失，供电企业应予协助。主要的故障及原因

1．电能计量装置发生故障的重点（1）互感器变比差错；

(2)电能表与互感器接线差错；(3)倍率差错；

(4)电能表的机械故障和电气故障(包括卡字、倒转、擦盘、跳字、潜动)；(5)电流互感器开路或匝间短路；

(6)电压互感器熔丝断开或二次回路接触不良；(7)雷击或过负荷烧毁电能表或互感器；

(8)因计量标准器具失准造成大批量电能表、互感器的重新检定。2．电能表运行常见故障分析

电能表在投入运行时，由于运输、装接、雷击、湿潮热等影响及装配工艺、修理技术等原因，会出现一些故障，主要故障原因如下：

(1)过热烧坏。在统计故障退表中，60％以上是端钮盒烧毁。故障原因是长期过负荷使用，内引线在内接线端上未紧固，外引线端上、下螺钉未拧紧等引起局部发热，直到绝缘破坏，造成对地短路。

(2)计度器故障。故障表中30％为计度器的各类故障。主要是：①进位故障，在进位时发生卡字，尤其在轻载时造成圆盘呆滞或停转。②组装差错，包括齿轮轴、横轴连接片变形、铭牌或刻度盘松动脱落、传动轮组装错位、计度器传动比与铭牌常数不符；洗涤剂使用不当，使有关零件腐蚀生锈、部分紧固镙钉松动等造成。(3)表响(噪声)。表响对计量精度的影响不大，但产生的噪声对环境有影响，产生的主要原因是：①铁芯组装不紧凑；②电压线圈或防潜舌片及元件上的调整装置，漏磁气隙内所嵌的铜片、各类紧固螺钉松动；③转盘静平衡不好、上、下轴承不同心或宝石轴承等安装配合不好；④当上轴针的固有频率与50Hz相近时产生的谐振。

(4)预防电能表在无负荷时表空转。产生的主要原因有：①防潜装置失灵；②防潜钩松动、位移或断裂；③电磁元件安装不对称、倾斜；④轻补偿力矩过大；⑤三相相序与调整时的相序不一致。

(5)灵敏度不合格。表计起动不灵敏或不起动。主要原因是：①工作气隙中有铁屑等杂物；②转盘不平整，起动时有轻微碰盘；③转动部分安装或调整不合理或元件变形；④防潜动力矩调整过大；⑤计度器呆滞；⑥表计密封性差，致使蜗杆、轮、轴承等有油垢。计量装置的接线检查

计量装置的接线检查是为了保证经过修校调整准确的电能表在接入电路后计量准确的必要条件，主要检查互感器的极性、三相电压互感器接线组别、二次连接导线接线的正确。在带电检查时，应注意遵守安全工作制度，特别注意电流互感器绝对不允许开路；电压互感器绝对不允许短路。当与保护共用互感器二次回路，必要时，要请保护人员协作。

常见退补电量的计算实例

1．因计量装置误差超出范围的退补电量×K×B 式中G--电能表的实际误差值，负值表示表慢、应为补交电量，正值表示表块、为退电量；

K--电流、电压互感器倍率乘积；B--退补月数，起讫时间查不清时，电客用户最多6个月退补。2．电能表潜动退补的电量(kWh)3．因电能计量装置故障时的退补电量 如卡盘、卡字、电压线圈不通、电压互感器熔丝断等，并分如下情况进行处理。

照明用户应补电量= ×事故日数×（原表正常前1个月抄表电量/这个月的抄表用电日 数+换表后至抄表日的抄用电量/换表后至抄表日用电日数）

新装照明用户应补电量=自更换电表至抄表日用电量/用电日数×事故日数－故障期已交电量 3只电能表中1只或2只出现故障时，按下列公式计算应补电量： 1只故障应补电量=2只正确电能表当月电量/2－故障表电量

2只故障应补电量=1只正确电能表当月电量×2－2只故障表电量

1只三相电能表或3只单相电能表全部发生故障停止运行时，月用电量比较正常的按照

照明用户或新装照明用户办理，即月用电量不正常时，可根据用户的产品产量以及有关用电 记录等计算。

4．跳字应退电量按下式计算

应退电量＝已收电量一1/2(原正常月的日均电量十抄表后至抄表日均电量)×30(天)(隔月抄表按60天计算)

第五篇：无线电能传输装置设计报告

无线电能传输装置设计报告

摘要

磁耦合谐振式无线电能传输是众多短距离电能特殊传输技术之一，它因其便捷，节

能环保而受到广泛关注。现在磁耦合谐振式无线电能传输距离已经可以达到米级的范围，甚至有些技术还能穿透障碍物，相信当无线传输距离问题解决以后该技术无疑对无线电能技术的发展具有重大的意义。该文主要讲述了运用磁耦合谐振无限能量传输的原理设计制作的小型无线电能传输设备。该设备主要包括驱动发射线圈电路，磁耦合谐振传输电路，磁耦合谐振接收电路，整流滤波电路，以及显示电路模块等。当发射和接收端都达到谐振频率时即可实现能量的最大传输。该设备在题目要求下可实现10cm以上，效率高达26%的能量传输，并且可以实现点亮30cm以外的2W的灯泡。

关键词磁耦合谐振

无线电能传输

发射距离

接收效率

一、设计任务

设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。

要求：（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，调整负载使接收端输出直流电流I2=0.5A，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。（2）输入直流电压U1=15V，输入直流电流不大于1A，接收端负载为2只串联LED灯（白色、1W）。在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。

二、方案论证

2.1驱动发射线圈电路 方案一 ：采用集成发射芯片XKT408和T5336搭建发射驱动电路。无线充电/供电主控制芯片XKT-408A，采用CMOS制程工艺，具有精度高稳定性好等特点，其专门用于无线感应智能充电、供电管理系统中，可靠性能高。XKT-408A芯片负责处理该系统中的无线电能传输功能，采用电磁能量转换原理并配合接收部分做能量转换及电路的实时监控。其主要特点为：

1.自动适应供电电压调节功能使之能够在较宽的电压下均能工作 2.自动频率锁定 3.自动负检测负载 4.自动功率控制 5.高速能量输电传送 6.高效电磁能量转换

7.智能检测系统，免调试 方案二：

采用MOS管无稳态多谐振荡器，由两路MOS管，高频扼流圈和二极管组成对称的振荡器电路，原理图如下所示：

该方案电路简单明了，元器件少，并且操作起来简单。综上所述，我们选择方案二。

2.2 磁耦合谐振传输和接收电路

方案一：

电磁感应式传输方式电能传输电路的基本特征是原边与副边电路分离，通过磁场耦合感应联系。该电路的优点包括存在较大气隙，使得原副边无电接触，可实现无线传输，较大的气隙的存在使得系统构成的耦合关系属于松耦合，使得漏磁与激磁相当，甚至比激磁高。缺点包括传输距离短，实际上多在mm级。电磁感应方式传输控制不好，在其范围内的金属都会产生电磁感应消耗电源能量，另外还会使设备的线路感应发热，严重时会损坏设备。方案二：

谐振耦合方式该方案是由麻省理工学院物理系，电子工程，计算机科学系，以及军事纳米技术研究所得研究人员提出的。系统采用两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合，能量在两物题间交互，利用线圈及放置两端的平板电容器共同组成谐振电路，实现能量的无线传输。该方式的优点包括。利用磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性。中等距离传输，传输效率高。能量传输不受空间障碍物的影响。传输效果与频率及天线尺寸密切。缺点包括谐振耦合方式安全实现问题比较严重，要想更好的实现谐振耦合，需要传输频率在几兆到几百兆赫兹之间，而这一段频率又是产生谐振最困难的波段。

其原理图如下所示：

图2-2 谐振耦合式电能传输原理图

方案三：

无线电波式（辐射式）该方案类似于早期使用的矿石收音机，主要由微波发射装置和微波接收装置组成，接收电路可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载做出调整的同时保持稳定的直流电压。但其缺点有微波无线能量传输技术目前尚处于研发阶段，其技术优点是成本较低，技术瓶颈是效率太低，而且容易发热，损坏设备。

综合本题目的各项要求，要求功率传输效率较高，同时距离要尽可能较大，我们选择方案二，谐振耦合方式进行信号和能量的传输。

2.3 整流滤波电路模块 方案一：

半波整流电路半波整流是指利用二极管的单向导电性进行整流，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。其电路图如下所示

半波整流电路虽然达到了整流的目的，但是负载电压及负载电流的大小随时间变化，并且半

波整流是以牺牲一般交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低。

方案二：

桥式整流电路桥式整流是对二极管半波整流的一种改进，桥式整流利用四个二极管两两对接，输入正弦波的正版部分得出正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高了一倍。所以我们采用的是桥式整流。其电路图如下所示

.2.3 整流滤波电路模块

方案一：

半波整流电路半波整流是指利用二极管的单向导电性进行整流，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。其电路图如下所示图2-3 半波整流电路图半波整流电路虽然达到了整流的目的，但是负载电压及负载电流的大小随时间变化，并且半波整流是以牺牲一般交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低。方案二：

桥式整流电路桥式整流是对二极管半波整流的一种改进，桥式整流利用四个二极管两两对接，输入正弦波的正版部分得出正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高了一倍。所以我们采用的是桥式整流。其电路图如下所示图2-4：桥式整流电路图 综合题目分析，我们选择桥式整流电路，来提高效率的目的。2.4整流稳压模块

由于在接受过程中，会受到周围环境的影响，所以如果直接利用单片机的AD 采集模块进行数据采集，由于单片机采集数据速度较快，会使得显示的数据不稳定，有很很大的漂移。所以我们在接收端添加了整流稳压电路，本次比赛我们采用线性可调稳压器LM317进行稳压，使得输出电压得以稳定，便于显示。2.5显示控制模块 方案一：

选用AT89C51控制12864显示输出电压和电流，该方案的有利之处该单片机的使用相对成熟，网上有丰富的关于该单片机的资源，并且IO口操作简单，价格便宜等。但是如果这样控制模块就会显得很庞大，并且IO口不多，功耗大。方案二：

选用TI公司的开发板msp430，该控制板执行速度和效率相对较高，并且功耗低，处理能力强，系统工作稳定，但是控制起来相对复杂。在本次比赛中，我们选用方案二。三．理论分析与计算： 3.1系统整体模块

本系统整体采用磁耦合谐振式无线电能传输，主要方案选取了两个MOS管轮流导通，LC并联谐振，将直流电能转化成高频电磁波发射出去，接受端与发射端谐振匹配，最大限度接受高频电磁波，在经过后期的整流稳压处理，通过单片机的控制可以在12864液晶上显示出来。

图3-1系统整体方案图

3.2 发射端谐振驱动电路

原理分析：图中左半部分电位器R1实际是一个拨码开关，当开关合上时两个MOS管都被上拉电阻驱动，但此时的工作状态是暂稳态，并且在接通电源的瞬间，两个MOS并不是同时导通的，总会有一个接通的更快，另一个MOS管关闭。当导通的MOS管的栅极电压通过二极管驱动到零之后另一个MOS管被切断，谐振回路的电压会上升，当电压上升到某点后促使导通二极管的g极电压突变为0，然后MOS管由导通变为截止，同时另一路MOS管开始工作。如此反复就形成交变电压。此时高频厄流电感充当电流源，一旦通过它的电压变成了交流，从而使电路中产生狡辩磁场。此时，电路的电流将被限制到一个恒定值。右半部分由电容和发射线圈组成LC谐振电路，所谓磁耦合谐振式无限能量传输就是利用两个具有相同谐振频率的线圈在相距一定的距离时，由于磁场耦合产生谐振，进行能量传输。耦合的效率决定了的代数和，并且与施感电流呈线性关系，是各施感电流独立产生的磁通链叠加的结果。设发射线圈和接收线圈的电压和电流分别为u1，i1和u2，i2，且都取关联参考方向，互感为M，则两耦合电感的电压电流关系为：

耦合因数用k表示，有 的大小与两个线圈的结构和相互位置以及周围磁介质有关。改变或调整他们的相互位置有 可能改变耦合因数的大小。

3.3 接收端谐振电路

3.3.1电路如下图所示：

图3-3 接收端谐振回路

由上述分析可知发射与接收电路的谐振频率是关键，其次就是发射与接收线圈的品质因 数，品质因数越高，能量的损耗越小。需要注意的是要考虑趋肤效应，趋肤效应本质上是衰减电磁波向导体内传播引起的效应，当线圈固有频率较高时，粗导线线圈会受到趋肤效应的影响而使导线的利用率降低，因此必须考虑趋肤效应对传输距离的影响。3.4主要元器件参数计算根据题目要求输入电压为15V，电流为1A左右，所以输入功率会大于15W，在综合考虑MOS管的工作电压和电流，此处我们采用的是IRF640，根据电路参整流二极管选用1N4148即可满足，其他类似的高速二极管也可满足。高频厄流电感采用的是47uH,此处可根据电路做适当调整。发射线圈选用高品质因数的铜线绕成的，这部分电路我们是采用改变电容值来改变谐振频率从而达到发射功率最大。同样，接收端也是通过改变电容值来调整谐振频率，从而与前级达到匹配。线圈的电感值大小可通过下面公式来计算：

为取得最大的接收功率，接收端选用同样参数的线圈和电容。在整个的实验过程中，发射端与接收端的电感与电容值的选取是最重要的，它们共同决定了传输电磁波的频率，要想达到能量（功率）传输，我们应该选取电磁波频率较低的部分进行传输，但是要想令电磁波传输一定的距离，则需要电磁波的频率达到较高的部分进行传输，所以此次试验就需要我们自己根据题目要求来选取合适的电磁波频率即可。

图3-4 稳压模块原理图

1，2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。D1，D2用于保护LM317。计算公式为：Uo=(1+R2/R1)*1.25 四.测试结果与误差分析：

4.1 硬件测试 经过上述的理论分析与计算，按照设计出的原理图进行硬件焊接，并对电路进行一系列的调试。上电测试，利用直流稳压电源输出15V，加到发送端上，刚上电时，由于我们没有意识到，要想让自激式振荡电路起振，必须让电源同时瞬时加到电路中，才能让电路正常工作，害怕电路一瞬间加太大的的电压会引起瞬间大电流脉冲，烧坏MOS管，加电时直接接上电源较低电压，再慢慢往上升，可是，MOS管总会出现一个管子很热，另一个不工作的状态。后来经过测试，总结，我们决定在MOS管前加一个拨码开关，来控制这个自激振荡电路可以起振，正常工作。在经过这个改正后我们将输出接在示波器上观察振荡波形。并通过LC谐振网络估计其振荡频率与实际输出波形的振荡频率相比较，发现两者基本相近。但是要想达到题目所给的要求，必须满足传输效率要较高，所以要达到发射与接受的匹配，在本次比赛中，我们为了要达到匹配，我们令发射部分与接受部分采用相同材质的漆包线绕制的20cm直径的发射接受线圈，为了达到题目对接受端电压，电流，功率的要求，我们经过多次绕制，按照一定的顺序，改善这电感值和品质因数，用1mm漆包线绕制10圈，用1mm漆包线绕制5圈，用1mm漆包线两匝并饶绕制2圈等多种线圈。最后，我们发现用无氧铜2mm漆包线绕制的20cm直径的发射接受线圈，且用两股并绕两圈的方式（此时其电感量经测量大约在2uH—3uH之间，品质因数在3左右），可以达到较好的效果。但是在之前的分析中我们知道，要想让振荡电路发射端发射的功率达到最大，我们需要将谐振频率，调谐在电路固有频率上，经过多次改变与线圈并联的电容值，我们最后得到了发射端谐振频率与自激振荡固有频率，与接收端谐振频率基本谐振在同一个谐振频率上，使得接收端接受得到较平滑的正弦波，幅度也较大，满足题目要求，经过整流后，在滑动变阻器做负载的情况下，可得到超过8V的电压，电流基本可达到0.5V，满足题目（1）的要求。同时当负载换成两个串联的1W LED灯的时候，距离可达到35cm左右的距离，满足题目（2）的要求。

4.3实物照片

整体电路实物图： 发射接收线圈：

直流稳压模块：

整流模块：

五、结论、心得体会

经过几十天的日夜奋斗，小组成员互相协作，团结互助，完成了实验的大部分项目，并且很好的满足了题目要求。在本次设计过程中可谓困难重重，期间遇到了许多棘手的问题，特别是发射谐振回路和接收谐振回路的匹配部分花费了我们大量的时间和精力，但是我们始终没有放弃，最终在我们共同地努力和默契地配合下得到了令我们满意的结果。通过本次竞赛，首先不但让我们学习到了很多关于无线电能传输方面的理论知识，而且通过实际的焊接电路和调试将这些理论知识掌握的更好了。其次，我们对电路的设计、调试有了深刻的印象，我们的动手能力以及处理问题的能力都有了很大的提高，并加深了对开关电源的理解，同时也深刻的体会到了共同协作和团队精神的重要性。