本文關鍵詞：基于主動補償的感應式無線電能傳輸技術

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【摘要】：隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步,無線電能傳輸技術越來越受到人們的關注。目前,該技術主要分為感應電能傳輸技術、磁共振電能傳輸技術、微波能量傳輸技術三種類型。經過近幾十年的迅速發(fā)展,這三種類型的無線傳能技術在理論上已經取得了很大的進展,其中感應式無線電能傳輸技術在工程應用中最為廣泛。本文針對感應式無線電能傳輸系統(tǒng)漏感較大、傳輸效率低的問題,提出了基于主動補償的感應式無線電能傳輸技術,并展開了以下兩個方面的研究。首先,通過分析諧振電路的原理,提出了基于主動補償的電容補償感應式無線電能傳輸技術。該技術在接收端加入諧振電容陣列補償系統(tǒng)的無功功率,提高了系統(tǒng)的傳輸能力。論文對電容補償系統(tǒng)進行了建模分析,設計并制作了硬件電路。根據實驗結果,電容補償后電壓電流波形均得到改善,傳輸功率和效率也有所提高。為適應不同的應用場合,本文還提出了基于主動補償的移相動態(tài)補償感應式無線電能傳輸技術。論文分析了無線傳輸系統(tǒng)的LC等效模型,理論論證了通過調節(jié)發(fā)射端和接收端之間的電壓相位差,能夠控制傳輸功率流動的大小。最后,本文搭建了實驗平臺,制作了樣機并分析了實驗數據,驗證了移相理論的可行性。同時,在論文撰寫和實驗期間,本文對感應式無線電能傳輸線圈進行了探索性研究。通過繞制不同結構的線圈并進行對比實驗,制作出了耦合系數較高,損耗較小的感應式無線電能傳輸線圈。本論文的主要創(chuàng)新成果為：(1)針對感應式無線電能傳輸系統(tǒng)自身參數變化和所連接負載的不確定性會造成系統(tǒng)能量傳輸能力與效率下降的問題,提出了通過可調電容陣列和移相控制方式動態(tài)控制能量傳輸的方法�？蛇m用于提高任何拓撲形式的感應式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸能力。(2)本論文在移相控制中應用了軟開關技術,用于感應式無線電能傳輸發(fā)射端與接收端的能量傳輸。經試驗驗證,該拓撲的應用可以極大的提高感應式無線電能傳輸的傳輸效率。
【關鍵詞】：無線電能傳輸 主動補償 軟開關 移相
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 概述11-12
• 1.2 感應式無線電能傳輸技術發(fā)展現狀12-15
• 1.2.1 國外研究狀況12-14
• 1.2.2 國內研究狀況14-15
• 1.3 感應式無線電能傳輸技術概況15-17
• 1.3.1 傳輸原理15-16
• 1.3.2 傳輸系統(tǒng)的構成16-17
• 1.4 感應式無線電能傳輸系統(tǒng)技術難點及關鍵問題17-18
• 1.5 主動補償的主要目的和意義18-19
• 1.6 本文的研究工作和內容安排19-21
• 2 感應式無線電能傳輸系統(tǒng)傳輸線圈的研究21-35
• 2.1 感應式無線電能傳輸線圈傳輸原理21-22
• 2.2 傳輸線圈T形電路等效模型及效率分析22-25
• 2.3 傳輸線圈的互感模型25-26
• 2.4 傳輸線圈的漏感模型及參數的測量26-28
• 2.5 傳輸線圈的趨膚效應和鄰近效應28-29
• 2.6 傳輸線圈的結構及仿真分析29-32
• 2.7 傳輸線圈的制作及電感量的測量32-34
• 2.8 總結34-35
• 3 感應式無線電能傳輸系統(tǒng)移相全橋軟開關技術35-49
• 3.1 軟開關技術35-36
• 3.2 移相全橋軟開關技術的原理36-37
• 3.3 感應式無線電能傳輸移相全橋變換器工作過程分析37-42
• 3.4 感應式無線電能傳輸軟開關實現的條件42-43
• 3.5 移相全橋軟開關感應式無線電能傳輸系統(tǒng)的設計43-48
• 3.5.1 控制系統(tǒng)的設計44-47
• 3.5.2 主功率器件的選型47-48
• 3.6 本章小結48-49
• 4 基于主動補償的電容補償感應式無線電能傳輸技術49-65
• 4.1 諧振電路49-51
• 4.1.1 串聯諧振50
• 4.1.2 并聯諧振50-51
• 4.2 諧振電容陣列補償技術51-53
• 4.2.1 單邊補償拓補結構52
• 4.2.2 雙邊補償拓撲結構52-53
• 4.3 次級主動補償方式的感應式無線電能傳輸技術53-57
• 4.3.1 補償系統(tǒng)等效模型分析53-55
• 4.3.2 補償系統(tǒng)映射電阻的分析55-57
• 4.3.3 補償后功率的變化57
• 4.4 次級并聯電容感應式無線電能傳輸系統(tǒng)57-63
• 4.4.1 主電路結構57-58
• 4.4.2 感應式無線電能傳輸系統(tǒng)的通信技術58-59
• 4.4.3 感應式無線傳輸系統(tǒng)的供電電路59-63
• 4.5 實驗及結果分析63-64
• 4.6 總結64-65
• 5 基于主動補償的移相動態(tài)補償感應式無線電能傳輸技術65-73
• 5.1 基于主動補償的移相動態(tài)補償技術概述65
• 5.2 移相控制的原理65-69
• 5.3 硬件電路的設計69-70
• 5.4 移相控制電路的實驗驗證70-71
• 5.5 本章小結71-73
• 6 全文總結和展望73-75
• 6.1 全文總結73-74
• 6.2 研究展望74-75
• 參考文獻75-79
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果79-83
• 學位論文數據集83

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