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基于非接触耦合式潮流控制器的不停电融冰装置拓扑及控制方法研究
非接触耦合式潮流控制器的不停电融冰装置拓扑及控制方法研究
随着气候变化与气温波动的增强，许多冰雪覆盖的区域开始面临融冰风险，这不仅会造成城市交通和通讯系统的瘫痪，同时也会对公共安全造成威胁。因此，不停电融冰装置的需求在日益增长。传统的融冰装置使用电热丝或者电加热器来加热冰雪，但这些装置的功率消耗较高，不满足节能降耗的要求。为了克服这些不足，本文提出了基于非接触耦合式潮流控制器的不停电融冰装置拓扑及控制方法，以期达到强电感应加热的效果，并提高装置的节能性。
1.非接触耦合式潮流控制器
非接触耦合式潮流控制器是一种先进的电力控制技术，可以实现无触点的电力传输。该技术基于电磁感应原理，通过变换器和电容等元件，将交流电源的电能转换为高频电场和磁场，在空气中形成磁场结构，进而在加热器皿等载体中产生感应电流，达到加热等控制效果。同时，它还能够实现能量传输和电气隔离，克服了有接触传输装置在接触间存在的磨损、火花、电弧等问题。
2.不停电融冰装置拓扑
基于非接触耦合式潮流控制技术的不停电融冰装置拓扑如图1所示。它由电源模块、集成控制模块、加热感应器件模块和传感器模块等组成。其中，电源模块负责为装置提供电能，集成控制模块负责对装置的控制和监测，加热感应器件模块是加热的重要执行器，传感器模块用于检测环境和设备参数，反馈给控制器。
图1.基于非接触耦合式潮流控制器的不停电融冰装置拓扑
3.不停电融冰装置工作原理
不停电融冰装置的工作原理如图2所示。首先，电源模块将交流电能转换成高频电场和磁场，形成电磁场结构。接着，高频电场和磁场在加热感应器件模块中相互作用，产生感应电流。感应电流经传感器模块检测后，通过集成控制模块输出控制信号，同时，传输至加热感应器件模块，产生加热效果。整个过程不会断电，有效地避免了由于断电造成的融冰过程中断的问题。
图2.不停电融冰装置工作原理
4.不停电融冰装置控制方法
不停电融冰装置控制方法根据传感器数据和设备状态对加热感应器件模块的工作状态进行调节，达到控制融冰进程的目的。具体控制方法如下：
①开关控制模式：该模式是最简单的控制方法之一，其基本思想是控制装置的工作周期和工作时长来实现加热目的；
②全局热平衡模式：该模式是通过对加热感应器件模块的输出功率进行控制，以保持其与环境的热平衡，从而达到控制加热效果的目的；
③环境温度反馈控制模式：该模式是利用传感器模块不断检测感应器件的工作状态，并根据环境温度的变化进行调节，以实现控制目的。
5.结论
基于非接触耦合式潮流控制技术的不停电融冰装置，具有工作稳定、能效高、寿命长等优点，而且具有很高的智能化水平。同时，通过本文的研究，也证明了不停电融冰装置具有很高的实用性和可行性，适合于各种不同的冰雪环境下进行融冰操作。未来的研究方向应该以进一步提高装置的性能和扩大应用范围为目标，开展更为深入的研究。