感應(yīng)耦合電能傳輸（Inductively Coupled Power Transfer,ICPT）技術(shù)作為一種非接觸電能傳輸方式,因其適用范圍廣,應(yīng)用成本低,電能傳輸效率高,傳輸功率大等優(yōu)點而得到了各國研究人員的重視。傳統(tǒng)的長導(dǎo)軌式移動ICPT系統(tǒng)的原邊供電線圈很長,導(dǎo)致原邊供電線圈阻抗大,交流損耗嚴(yán)重,傳輸效率低,電磁泄漏問題嚴(yán)重,如果在移動式ICPT系統(tǒng)中采用分段式供電的方法,只激勵需要供電的原邊線圈,其余線圈處于待機狀態(tài)則可以有效減少電能損耗和電磁輻射,提高能源利用率。但是,移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的實現(xiàn)前提是確定原邊線圈的接力供電順序,即確定負(fù)載位置,因此,確定負(fù)載的準(zhǔn)確位置從而對負(fù)載下方的原邊供電線圈進行激勵以及進行有效的子線圈切換控制對移動式ICPT系統(tǒng)在大功率場合的應(yīng)用有著重要的理論和現(xiàn)實意義。本文以軌道交通為應(yīng)用背景,在分析移動式ICPT分段供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,主要從移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測和切換控制兩方面展開研究,首先闡述了ICPT系統(tǒng)的工作原理以及移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題。其次分析了移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的關(guān)... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

松耦合變壓器漏感等效模型

移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測和切換控制研究-20-Cp1Lp1LpCpLp2(a)TS型補償結(jié)構(gòu)(b)LCL型補償結(jié)構(gòu)Cp1Lp1LpCpCp2Cp1Lp1LpCpLp3Lp2Lp4(c)πS型補償結(jié)構(gòu)(d)工型補償結(jié)構(gòu)圖2.10混合型補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下面對LCL型補償拓?fù)溥M行分析，圖2.11為LCL型補償拓?fù)涞刃щ娐穲D，圖中，Lp1為原邊補償電感，Cp為原邊補償電容，Lp為松耦合變壓器原邊線圈，R為等效電阻。vin和v0分別為系統(tǒng)輸入電壓和輸出電壓，iin和iL分別為系統(tǒng)輸入電流和輸出電流。圖2.11LCL型補償拓?fù)涞刃щ娐穲D由電路原理可得LCL型補償拓?fù)涞妮斎胱杩篂椋?2nnnin02nn1j[(1)1](1)jQZLQ++=+(2.24)其中，ω0=(1/LC)1/2是系統(tǒng)諧振角頻率，ωn=ω/ω0是歸一化的諧振角頻率，Q=ω0L/R為品質(zhì)因數(shù)，λ=Lp1/Lp是電感之比。由此可得，LCL型補償結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)輸出電流和電壓分別為：

移動式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測和切換控制研究-22-由圖2.12可以看出，所設(shè)計的ICPT系統(tǒng)可變補償電路由串聯(lián)電感1L，串聯(lián)電容1C，并聯(lián)電容2C以及控制開關(guān)XL，XCS，XCP組成，通過控制開關(guān)XL，XCS，XCP的導(dǎo)通和關(guān)斷即可實現(xiàn)SS型，PS型和LCL型補償拓?fù)涞淖兓榱诉M一步增加系統(tǒng)的可靠性，保證拾取線圈下方的供電線圈在需要時能可靠地激勵，在負(fù)載通過以后能可靠地斷開供電，本文在設(shè)計可變補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了容錯開關(guān)組，如圖2.13所示。該容錯開關(guān)組包括Xrc1，Xrc2和Xrc3三個容錯開關(guān)，其中，Xrc1和Xrc2處于常開狀態(tài)，Xrc3處于常閉狀態(tài)。當(dāng)分段線圈需要激勵時，開關(guān)Xrc1閉合，若開關(guān)Xrc1無法閉合時，關(guān)閉開關(guān)Xrc2，則分段線圈也可正常激勵；當(dāng)負(fù)載離開該激勵線圈，該線圈應(yīng)該斷開供電，即斷開閉合的開關(guān)Xrc1或者開關(guān)Xrc2，若開關(guān)Xrc1或者開關(guān)Xrc2無法斷開，導(dǎo)致激勵線圈無法正常停止供電，則可以斷開開關(guān)Xrc3，這樣該激勵線圈即可正常斷電。圖2.13具有容錯開關(guān)保護的可變補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為了詳細(xì)地分析具有容錯開關(guān)保護的可變補償結(jié)構(gòu)的ICPT系統(tǒng)，本文將該系統(tǒng)分成5個工作模態(tài)，以下進行具體分析：模態(tài)1：負(fù)載接近分段供電子線圈，信號接收線圈接收到負(fù)載位置信息，容錯開關(guān)Xrc1正常閉合，拾取線圈下方的供電線圈正常激勵，變拓?fù)淇刂崎_關(guān)XL，XCS和XCP均閉合。如圖2.14所示，此時原邊補償電感L1和補償電容C1被短路，該ICPT系統(tǒng)的補償結(jié)構(gòu)為PS型，系統(tǒng)適用于輕載狀態(tài)。


本文編號：3243999