基于E类逆变器的机器人直流电机无线供电系统软开关

针对E类逆变器在机器人直流电机起动过程中因负载动态变化导致的持续硬开关问题，提出一种副边电容动态匹配方法，实现全时域零电压导通。通过分析电机起动至稳态运行等效负载特性，研究副边电容调节对负载的影响，确定E类逆变器软开关的工作区间，并提出动态匹配策略以维持起动全过程软开关状态。实验搭建50 W样机，结果验证了该方法在系统启动至稳定运行期间均能有效实现软开关，提升了系统效率与可靠性。

机器人技术的快速发展推动了机器人的广泛应用,但传统有线供电方式布线复杂、易损坏,且限制其运动灵活性,难以满足日益丰富的场景需求.因而,无线供电技术成为理想解决方案.针对基于E类逆变器的无线电能传输系统在机器人直流电机起动过程中因负载动态变化导致持续硬开关问题,该文提出一种副边电容动态匹配以实现电机起动过程中全时域开关零电压导通(ZVS)方法.首先,在对直流电机起动到稳态运行全时域等效负载变化特性展开研究的基础上,探究副边电容动态调整下的等效负载特性.其次,分析并获取E类逆变器软开关工作状态下的负载变化区间.再次,提出相应的动态匹配策略,以确保系统在起动过程中全时段维持软开关状态.最后,搭建一台功率为50 W的实验样机,在所提策略下,系统从起动瞬间到稳定运行保持全过程软开关,验证了所提方法的有效性.