【摘要】：隨著人們思想意識、生活方式的不斷改變,人們對于城市生活質(zhì)量的要求越來越高,傳統(tǒng)的單功能路燈已不能滿足人們的需求。景觀照明以其獨特的藝術(shù)魅力正在吸引大眾的目光,并越來越受到人們的青睞。目前,水下景觀燈普遍采用線纜供電方式,由于其所處環(huán)境惡劣,該供電方式必然會限制水下燈的防護強度,產(chǎn)生供電安全隱患、布線施工困難以及后期維護麻煩等不可避免的缺點。電磁感應(yīng)耦合能量傳輸(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)技術(shù)能夠通過空間磁場耦合的方式實現(xiàn)電能從靜止電網(wǎng)向用電設(shè)備的非接觸傳輸,從而解決了傳統(tǒng)供電方式存在的上述問題,迎合了人們對日常生活中的電氣設(shè)備安全高效性、靈活性和智能化的需求,為景觀燈的研究和發(fā)展開拓了一種新思路。ICPT基于法拉第電磁感應(yīng)原理,綜合利用電力電子能量變換技術(shù)、磁場耦合技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論和方法等,以其原理簡單、容易實現(xiàn)、近距離傳輸效率高、傳輸功率大等特點,越來越受到工業(yè)界和學術(shù)界的廣泛關(guān)注,成為研究熱點。因此本文主要基于ICPT技術(shù)原理和控制方法,研究適用于中小功率等級ICPT系統(tǒng)的設(shè)計流程和方案,并研制出一款100W的無線供電系統(tǒng),實現(xiàn)電能的非接觸傳輸。在研究過程中,作者主要做了以下工作:(1)對ICPT系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和原理做了簡要介紹,分析了該無線供電系統(tǒng)的技術(shù)需求,確定了系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。(2)分析對比了幾種高頻逆變電路、諧振網(wǎng)絡(luò)模型、整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路的優(yōu)缺點和適用情況,設(shè)計了系統(tǒng)的主電路。(3)設(shè)計出系統(tǒng)的耦合機構(gòu),用mathcad軟件建立了系統(tǒng)的數(shù)學公式,計算出系統(tǒng)工作時的電路參數(shù),并研究了系統(tǒng)的電路參數(shù)設(shè)計和器件選型。(4)設(shè)計了系統(tǒng)保護電路、驅(qū)動電路、控制電路等輔助電路。(5)用simulink軟件仿真出系統(tǒng)的控制效果,并搭建實驗平臺對系統(tǒng)進行了功能性驗證。
[Abstract]:With the constant change of people's ideology and life style, the demand for the quality of urban life is getting higher and higher. The traditional single-function street lamp can not meet the needs of people. Landscape lighting with its unique artistic charm is attracting the attention of the public, and more people favor. At present, underwater view lights generally use cable power supply mode. Because of their harsh environment, this power supply mode will inevitably limit the protection intensity of underwater lights and produce hidden trouble of power supply safety. Difficult wiring construction and late maintenance trouble and other inevitable shortcomings. Electromagnetic induction coupled energy transmission (Inductive Coupled Power Transfer,ICPT) technology can realize the non-contact transmission of electric energy from static power grid to electrical equipment by means of space magnetic field coupling, thus solving the above problems existing in the traditional power supply mode. It caters to the demand for safety, efficiency, flexibility and intelligence of electrical equipment in daily life, and opens up a new way of thinking for the research and development of view lights. ICPT is based on Faraday electromagnetic induction principle. The power electronic energy conversion technology, magnetic field coupling technology and modern control theory and methods are synthetically utilized. It is characterized by its simple principle, easy realization, high transmission efficiency and high transmission power. It has attracted more and more attention from industry and academia and has become a research hotspot. Therefore, based on the principle and control method of ICPT, this paper studies the design flow and scheme of ICPT system suitable for medium and small power level, and develops a 100W wireless power supply system to realize the non-contact transmission of electric energy. In the course of the research, the author mainly does the following work: (1) the basic structure and principle of ICPT system are briefly introduced, and the technical requirements of the wireless power supply system are analyzed. The circuit structure of the system is determined. (2) the advantages and disadvantages of several high frequency inverter circuits, resonant network models, rectifier filter circuits and voltage stabilizing circuits are analyzed and compared. The main circuit of the system is designed. (3) the coupling mechanism of the system is designed, the mathematical formula of the system is established by using mathcad software, and the circuit parameters of the system are calculated. The circuit parameter design and device selection of the system are also studied. (4) the auxiliary circuits such as system protection circuit, drive circuit, control circuit and so on are designed. (5) the control effect of the system is simulated with simulink software. An experimental platform was built to verify the functionality of the system.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU113.66;TM724

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本文編號：2392986