本文關(guān)鍵詞： 無線電能傳輸 耦合模 電路法 電動(dòng)汽車　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：無線電能傳輸技術(shù)自尼古拉·特斯拉提出以來,逐漸成為研究熱點(diǎn),目前小功率無線充電已經(jīng)在電動(dòng)牙刷等部分家電產(chǎn)品中實(shí)用化,現(xiàn)在又?jǐn)U大到了智能手機(jī)、生物醫(yī)學(xué)、以及較大功率的電動(dòng)汽車等領(lǐng)域,但是無論是何種功率等級(jí)的無線電能傳輸系統(tǒng),其相應(yīng)的理論研究都尚不充分。因此本文針對(duì)手機(jī)和電動(dòng)汽車兩種不同功率等級(jí)的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)開展了理論與試驗(yàn)研究。本文首先介紹了諧振式無線電能傳輸?shù)南嚓P(guān)原理,給出了兩種諧振模型的電路結(jié)構(gòu),并對(duì)比了四種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路參數(shù)和特性。在此基礎(chǔ)上,基于雙負(fù)載串串式諧振電能傳輸系統(tǒng),結(jié)合耦合模理論,給出系統(tǒng)效率的表達(dá)式和計(jì)算模型。在考慮接收端相互耦合的情況下,應(yīng)用Matlab仿真分析了系統(tǒng)傳輸效率隨固有衰減率和耦合系數(shù)的影響。針對(duì)鋁合金外殼手機(jī)的無線充電背景,應(yīng)用JMAG軟件分析了傳輸路徑中加入鋁板障礙物對(duì)電磁場(chǎng)分布的影響。此外,以等效電路法研究了多接收端系統(tǒng)的電壓比特性及頻率偏移特性,并采用了自動(dòng)頻率跟蹤和補(bǔ)償電容調(diào)諧兩種優(yōu)化工作點(diǎn)的方法。搭建了 96kHz的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行理論分析的驗(yàn)證。針對(duì)大功率的電動(dòng)汽車無線充電,基于上述理論分析,結(jié)合電路分析與有限元電磁場(chǎng)仿真,設(shè)計(jì)并搭建了 2.5kW的無線充電系統(tǒng)原型樣機(jī)平臺(tái),并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明工作頻率、充電距離、輸出功率及傳輸效率等各項(xiàng)參數(shù)均符合要求。最后,在總結(jié)了全文工作的同時(shí),也指出了本文研究內(nèi)容的進(jìn)一步優(yōu)化方案,對(duì)無線充電的研究方向進(jìn)行了展望。
[Abstract]:Radio energy transmission technology has become a research hotspot since Nicholas Tesla proposed it, and now it has been used in some household appliances, such as electric toothbrushes, and now it has been extended to smartphones, biomedicine. And high-powered electric vehicles, but whatever the power level of the radio energy transmission system, Therefore, this paper has carried out theoretical and experimental research on two kinds of resonant radio energy transmission systems with different power levels, such as mobile phone and electric vehicle. Firstly, this paper introduces the resonant radio. Related principles of electric power transmission, In this paper, the circuit structure of two resonant models is given, and the circuit parameters and characteristics of four basic topology structures are compared. The expression and calculation model of the system efficiency are given. Considering the coupling between the receiver and the receiver, the influence of the transmission efficiency of the system with the inherent attenuation rate and coupling coefficient is analyzed by Matlab simulation. The effect of aluminum plate obstacles on electromagnetic field distribution in transmission path is analyzed by using JMAG software. In addition, the characteristics of voltage ratio and frequency offset of multi-receiver system are studied by equivalent circuit method. Automatic frequency tracking and compensating capacitor tuning are used to optimize the working point. The experimental platform of 96kHz resonant radio energy transmission system is built to verify the theoretical analysis. Based on the above theoretical analysis, combined with circuit analysis and finite element electromagnetic simulation, a 2.5kW prototype platform of wireless charging system is designed and built. The output power and transmission efficiency are all in line with the requirements. Finally, the paper summarizes the work of the paper, and points out the further optimization scheme of this paper, and prospects the research direction of wireless charging.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM724

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