本文關鍵詞：LCC型磁耦合諧振式無線供電傳輸系統(tǒng)的研究

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【摘要】：近年來隨著社會不斷向前發(fā)展、科技的進步,無線電力傳輸(Wireless Power Transmission,WPT)技術受到了國內(nèi)外學者們廣泛的關注與研究。在主要的三種無線電力傳輸技術中,磁耦合諧振式無線電力傳輸技術因為具有以下幾個優(yōu)點:傳輸距離中等、傳輸效率較高、無輻射、對周圍環(huán)境影響較小、易于實用等,成為了國內(nèi)外又一研究熱點。雖然現(xiàn)已有諸多相關的理論研究成果,但距離實用化尚有很多問題亟待解決,比如傳輸距離不夠遠、系統(tǒng)的輸出受負載的影響較大、傳輸效率不高等。而對于一次側含有LCC(電感-電容-電容)復合結構,具有一定穩(wěn)流輸出的磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)目前尚未有較為全面的研究成果。本文主要針對LCC型磁耦合諧振式WPT電路的恒流源輸出特性進行相應的研究,對于促進磁耦合諧振式無線電力傳輸系統(tǒng)的進一步普及應用具有一定的理論意義。本文首先介紹了無線電力傳輸技術的概念,簡單概括了該技術的應用前景,對比分析了三種主要的無線電力傳輸技術,對磁耦合諧振式無線電力傳輸技術的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行總結。通過耦合模理論詳細分析了該技術的內(nèi)在工作原理,然后以耦合互感為基礎建立系統(tǒng)的電路模型,并詳細分析了三個主要影響因素:諧振頻率、傳輸距離、負載對系統(tǒng)傳輸性能的影響。接著對LCC型磁耦合諧振式WPT電路進行詳細的分析,得到相應的輸入、輸出特性,并運用PSIM軟件對該電路進行仿真,仿真結果表明當負載在一定范圍內(nèi)改變時,可把該電路的輸出當做恒流源看待,而發(fā)射線圈中的電流基本不受負載的影響。最后,設計了LCC型磁耦合諧振式WPT實驗系統(tǒng),并進行了相應的實驗,實驗結果表明了此電路設計的正確性。
【關鍵詞】：無線電力傳輸 磁耦合諧振 耦合模理論 LCC 恒流源
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題背景與研究意義9-10
• 1.2 無線電力傳輸技術簡介與分類10-14
• 1.2.1 電磁感應式11
• 1.2.2 磁耦合共振式11-12
• 1.2.3 輻射式12-13
• 1.2.4 常見WPT技術對比13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)原理分析18-35
• 2.1 磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)的組成18
• 2.2 磁耦合諧振式WPT技術基本理論18-20
• 2.2.1 磁耦合諧振簡介18-19
• 2.2.2 耦合模理論19-20
• 2.3 基于CMT的磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)模型與分析20-28
• 2.3.1 LC諧振電路分析20-22
• 2.3.2 無損耗LC振蕩耦合電路分析22-24
• 2.3.3 有損LC振蕩耗耦合電路分析24-27
• 2.3.4 基于CMT的磁耦合諧振式無線電力傳輸系統(tǒng)的效率27-28
• 2.4 基于電路理論的磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)模型與分析28-34
• 2.4.1 串聯(lián)-串聯(lián)（S-S）拓撲結構分析29-30
• 2.4.2 串聯(lián)-串聯(lián)拓撲結構傳輸性能分析30-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第三章 LCC型磁耦合諧振式WPT電路的輸入輸出特性35-54
• 3.1 LCC諧振變換器的特點35
• 3.2 LCC型WPT的電路組成35-36
• 3.3 工作原理分析36-40
• 3.3.1 接收端電路分析37-38
• 3.3.2 發(fā)射端電路分析38-40
• 3.4 系統(tǒng)傳輸性能與仿真分析40-53
• 3.4.1 負載的功率40-42
• 3.4.2 負載與耦合系數(shù)對系統(tǒng)的輸出功率的影響42-44
• 3.4.3 系統(tǒng)仿真分析44-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第四章 LCC型磁耦合諧振式WPT電路的設計54-62
• 4.1 系統(tǒng)的硬件結構54
• 4.2 逆變電路設計54-58
• 4.2.1 逆變電路的選取54-56
• 4.2.2 功率開關管的選擇56
• 4.2.3 驅(qū)動電路的設計56-58
• 4.2.4 控制電路的設計58
• 4.3 線圈的設計58-61
• 4.3.1 線圈的電感與內(nèi)阻59
• 4.3.2 線圈的分布電容59-60
• 4.3.3 線圈間的互感與耦合系數(shù)60-61
• 4.4 接收電路的設計61
• 4.5 本章小結61-62
• 第五章 系統(tǒng)實驗與分析62-69
• 5.1 實驗平臺搭建62-64
• 5.2 系統(tǒng)傳輸性能分析64-68
• 5.2.1 工作頻率對系統(tǒng)傳輸性能的影響64-65
• 5.2.2 傳輸距離對系統(tǒng)傳輸性能的影響65-67
• 5.2.3 負載對系統(tǒng)傳輸性能的影響67-68
• 5.3 本章小結68-69
• 結論69-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文74-75
• 致謝75

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本文編號：1025744