發(fā)布時間：2017-10-16 06:38

  本文關(guān)鍵詞：三相磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與控制研究

  更多相關(guān)文章： 三相 磁耦合諧振 無線電能傳輸 互感 傳輸特性

【摘要】：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,無線電能傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)受到人們越來越多的關(guān)注。由于能在更遠(yuǎn)的距離傳輸更大的能量,磁耦合諧振式(Magnetically Coupled Resonant,MCR)WPT成為時下研究的熱點。在某些應(yīng)用場合下,MCR WPT系統(tǒng)中發(fā)射線圈和接收線圈的空間相對位置不固定,線圈空間相對位置的變化對系統(tǒng)傳輸功率和傳輸效率有很大影響。多相MCR WPT系統(tǒng)通過增加發(fā)射線圈和接收線圈可有效降低系統(tǒng)傳輸特性對線圈空間位置的敏感性。本文提出了一種三相MCR WPT系統(tǒng),分析討論其控制方式。經(jīng)對比,相角控制法控制簡單,易于實現(xiàn),因此,本文以相角控制法為例對三相MCR WPT系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析。為了研究線圈空間位置變化對系統(tǒng)傳輸特性的影響,對三相MCR WPT系統(tǒng)進(jìn)行建模,基于互感模型對系統(tǒng)傳輸功率和傳輸效率進(jìn)行分析,并根據(jù)聶以曼公式推導(dǎo)出空間任意位置兩矩形線圈間的互感公式。線圈空間位置變化引起線圈間互感的變化,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸特性的變化。線圈互感的大小表現(xiàn)了線圈間磁場耦合的強(qiáng)弱,為了進(jìn)一步探討三相MCR WPT系統(tǒng)的磁場本質(zhì),結(jié)合畢奧-沙伐定律對單個矩形線圈空間任意點的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行討論。通過矢量疊加,得到三相發(fā)射線圈在空間任意點的磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式,從而求解出接收線圈兩端的感應(yīng)電動勢,并利用有限元仿真軟件,分析了發(fā)射線圈周圍的磁場的分布。最后,在實驗室搭建了三相MCR WPT系統(tǒng)的原理樣機(jī),通過實驗驗證了理論分析的正確性。論文通過理論計算,仿真分析和實驗對多相MCR WPT系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,豐富和拓展了多相MCR WPT系統(tǒng)的研究內(nèi)容,為多相MCR WPT系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用提供了理論參考和技術(shù)儲備。
【關(guān)鍵詞】：三相 磁耦合諧振 無線電能傳輸 互感 傳輸特性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 概述14
• 1.2 無線電能傳輸技術(shù)14-19
• 1.2.1 電場耦合無線電能傳輸技術(shù)14-15
• 1.2.2 輻射式無線電能傳輸技術(shù)15-16
• 1.2.3 磁耦合式無線電能傳輸技術(shù)16-19
• 1.2.4 超聲波等方式無線電能傳輸19
• 1.3 多相無線電能傳輸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容和意義21-22
• 1.4.1 主要內(nèi)容21
• 1.4.2 研究意義21-22
• 第二章 控制方式與工作模態(tài)22-33
• 2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 控制方式23
• 2.3 工作模態(tài)分析23-32
• 2.3.1 模式 1(φ=0°)模態(tài)分析23-26
• 2.3.2 模式 2(φ=60°)模態(tài)分析26-29
• 2.3.3 模式 3(φ=120°)模態(tài)分析29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 系統(tǒng)建模與傳輸特性分析33-43
• 3.1 電路模型簡化33-34
• 3.2 傳輸特性34-38
• 3.2.1 傳輸功率和傳輸效率34-35
• 3.2.2 線圈互感分析35-38
• 3.3 傳輸特性分析38-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 三相MCR WPT系統(tǒng)磁場分析43-54
• 4.1 空間磁場分析43-47
• 4.1.1 單個矩形線圈周圍的空間磁場43-46
• 4.1.2 發(fā)射線圈空間磁場46
• 4.1.3 接收線圈電磁場分析46-47
• 4.2 有限元仿真軟件選擇47
• 4.3 磁場的有限元仿真47-52
• 4.3.1 仿真模型47-48
• 4.3.2 仿真分析48-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第五章 實驗裝置設(shè)計與實驗驗證54-66
• 5.1 實驗裝置設(shè)計54-56
• 5.1.1 參數(shù)指標(biāo)54
• 5.1.2 發(fā)射接收系統(tǒng)設(shè)計54-56
• 5.2 實驗驗證56-65
• 5.2.1 傳輸特性57-60
• 5.2.2 實驗波形60-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-67
• 6.1 本文的主要工作66
• 6.2 工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文及參與完成的科研項目71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1041179