本文關(guān)鍵詞：基于不對(duì)稱補(bǔ)償?shù)母袘?yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 無(wú)線電能傳輸 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸 移相全橋 松耦合變壓器 DC-DC變換器

【摘要】：無(wú)線電能傳輸技術(shù)作為一種有望取代線纜連接、大大降低網(wǎng)損的電能傳輸技術(shù),具有很高的科研價(jià)值。感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸技術(shù)利用電磁感應(yīng)原理,通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸,是若干種無(wú)線電能傳輸技術(shù)中較為成熟的一種。感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸技術(shù)的核心部件是松耦合變壓器。松耦合變壓器通過(guò)將電能變換為磁能,利用磁能在空氣中傳輸?shù)姆绞?實(shí)現(xiàn)了能量的無(wú)線傳輸。然而,松耦合變壓器傳輸距離短、原副邊耦合差、漏感過(guò)大,是感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸技術(shù)的主要問(wèn)題。為此,基于電路諧振原理而設(shè)計(jì)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)中,用以提升系統(tǒng)的能量傳輸效率。經(jīng)典的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)多為原邊與副邊對(duì)稱設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),例如SS補(bǔ)償、雙邊LCC補(bǔ)償?shù)?這些補(bǔ)償結(jié)構(gòu)雖然確實(shí)大大提升了傳輸效率,但仍存在不足。SS補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)是電壓傳輸比完全由變壓器匝比決定,對(duì)松耦合變壓器自身依賴太大,極大地限制了松耦合變壓器的設(shè)計(jì);雙邊LCC補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)恒壓輸出、元器件過(guò)多、且難以確保軟開(kāi)關(guān)。為解決這些問(wèn)題,本課題擬通過(guò)對(duì)現(xiàn)有補(bǔ)償結(jié)構(gòu)拆解分析,提出全新的原邊與副邊拓?fù)洳粚?duì)稱的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。所提出的不對(duì)稱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通、開(kāi)環(huán)恒壓輸出,且其電壓傳輸比并不由匝比決定。此外,本課題也將對(duì)松耦合變壓器本體的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。經(jīng)典的松耦合變壓器設(shè)計(jì)理論多為定性的分析,沒(méi)有形成定量的設(shè)計(jì)理論。通用變壓器則雖擁有定量的分析理論,但難以應(yīng)用于松耦合變壓器設(shè)計(jì)中。本課題擬基于通用變壓器的磁阻模型及松耦合變壓器的磁阻分布的分析,提出能夠適用于松耦合變壓器的定量設(shè)計(jì)理論�；谠摾碚�,本課題將給出兩種主流松耦合變壓器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程,并通過(guò)仿真對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,以解決松耦合變壓器設(shè)計(jì)難以定量分析的問(wèn)題。最后,本課題將基于所提出的不對(duì)稱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樣機(jī),并采用Pspice軟件仿真驗(yàn)證及進(jìn)行實(shí)機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。課題擬實(shí)現(xiàn)在30 cm×30 cm×5 cm的空間下,于5.0 cm距離下傳輸230 W電能的無(wú)線電能傳輸裝置,并使整體效率達(dá)到86%,以驗(yàn)證本課題的理論。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線電能傳輸 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸 移相全橋 松耦合變壓器 DC-DC變換器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 無(wú)線電能傳輸技術(shù)發(fā)展概況10-12
• 1.2.2 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸發(fā)展概況12-13
• 1.2.3 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 松耦合變壓器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.5 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸其他問(wèn)題的研究現(xiàn)狀15
• 1.2.6 研究現(xiàn)狀分析15-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)拓?fù)浞治?/span>17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成17-18
• 2.3 逆變電路拓?fù)浼捌浞治?/span>18-23
• 2.3.1 逆變電路拓?fù)?/span>18-21
• 2.3.2 逆變電路控制方式21-23
• 2.4 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)電路拓?fù)?/span>23-24
• 2.5 松耦合變壓器的電路等效模型24-26
• 2.6 整流及濾波電路拓?fù)?/span>26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 不對(duì)稱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)28-55
• 3.1 引言28
• 3.2 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立28-33
• 3.2.1 經(jīng)典雙邊串聯(lián)電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)分析28-30
• 3.2.2 兩種基本一階諧振腔分析30-32
• 3.2.3 三種二端口網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型化簡(jiǎn)32-33
• 3.3 不對(duì)稱LC補(bǔ)償結(jié)構(gòu)及雙邊LC補(bǔ)償結(jié)構(gòu)33-36
• 3.4 所提出補(bǔ)償結(jié)構(gòu)零開(kāi)關(guān)特性及效率分析36-39
• 3.5 所提出補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與其他補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的對(duì)比39-45
• 3.6 不對(duì)稱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)下的整流濾波電路分析45-54
• 3.6.1 電感-電容（LC）濾波結(jié)構(gòu)分析45-50
• 3.6.2 電容-電感（CL）濾波結(jié)構(gòu)分析50-54
• 3.7 本章小結(jié)54-55
• 第4章 松耦合變壓器磁路設(shè)計(jì)與優(yōu)化55-71
• 4.1 引言55
• 4.2 磁路設(shè)計(jì)與優(yōu)化55-67
• 4.2.1 傳統(tǒng)磁路模型的修正55-58
• 4.2.2 不同形式松耦合變壓器的分類58-60
• 4.2.3 基于E型磁路的設(shè)計(jì)60-64
• 4.2.4 基于U型磁路的設(shè)計(jì)64-67
• 4.3 松耦合變壓器搭建67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 第5章 仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證71-83
• 5.1 引言71
• 5.2 參數(shù)設(shè)計(jì)與元器件選取71-73
• 5.3 基于PSPICE軟件的仿真驗(yàn)證73-77
• 5.4 基于樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 結(jié)論83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果91-93
• 致謝93

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本文編號(hào)：1026344