隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的飛速發(fā)展,人們開始追求更輕便、更安全的電子設(shè)備。近年來,作為新型供電模式的無線電能傳輸技術(shù),為電子設(shè)備提供了一個(gè)新的能量獲取方式。由于避免了電源和負(fù)載在物理上的連接,無線電能傳輸技術(shù)極大地提升了電子設(shè)備的輕便性和安全性,提高了用戶的體驗(yàn)感,成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的一大熱點(diǎn)。本文以串并式磁感應(yīng)型的無線電能傳輸系統(tǒng)作為研究對(duì)象,針對(duì)變耦合系數(shù)條件,研究保持系統(tǒng)高效率及恒壓輸出的控制方法。通過對(duì)串并式補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模分析可知,系統(tǒng)存在串聯(lián)諧振對(duì)與并聯(lián)諧振對(duì),其中等效漏感及串聯(lián)補(bǔ)償電容構(gòu)成串聯(lián)諧振對(duì),等效勵(lì)磁電感與并聯(lián)補(bǔ)償電容構(gòu)成并聯(lián)諧振對(duì)。當(dāng)完全補(bǔ)償時(shí),系統(tǒng)交流輸入電壓與輸入電流同相,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù),無功功率近似為零;輸出電壓僅與耦合系數(shù)相關(guān),與負(fù)載無關(guān)。當(dāng)耦合系數(shù)發(fā)生變化,并聯(lián)諧振對(duì)能夠保持,但串聯(lián)諧振對(duì)失效,輸入電壓與電流不再同相,單位功率因數(shù)丟失,系統(tǒng)損耗增加;并且輸出電壓隨之改變。為了實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù),本文提出以開關(guān)電容代替串聯(lián)補(bǔ)償電容,追蹤耦合系數(shù)變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)完全補(bǔ)償;為了實(shí)現(xiàn)恒壓輸出,本文研究了兩種可行方案,分別為采用移相全橋的單級(jí)式控制及逆變橋前級(jí)級(jí)聯(lián)b... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

可看出，SCC的等效電容值SCC可通過調(diào)節(jié)移相角得到有效控制

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-17-影響。在實(shí)際中通常會(huì)留出一部分裕量，這里選取0.52。綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，通常將移相角的取值定義在(0.52,0.7)的范圍內(nèi)。通常，整體系統(tǒng)的等效電容eqC根據(jù)實(shí)際需要，具有最大值eq,maxC和最小值eq,minC，分別在移相角=0.7和=0.52時(shí)取得。分別將=0.7和=0.52代入式(2-33)可得：abeq,maxab0.2973CCCCC=+(2-34)abeq,minab0.9201CCCCC=+(2-35)因此，當(dāng)已知所需等效電容的最大值eq,maxC和最小值eq,minC時(shí)，聯(lián)立式(2-34)和式(2-35)可求出電容aC和bC的數(shù)值。2.5變耦合系數(shù)下的開關(guān)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)研究由式(2-13)可得，發(fā)射端和接收端的補(bǔ)償電容關(guān)系如下：2s2pC1kCn=(2-36)由式(2-36)可知，一旦非接觸變壓器兩線圈由于相對(duì)位置發(fā)生偏移，而造成線圈耦合系數(shù)k發(fā)生變化時(shí)，串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，串并聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)ZPA，會(huì)造成系統(tǒng)功率因素和能量傳輸能力的下降。因此，串并聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在變耦合系數(shù)的條件下需要加入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。另一方面，由式(2-13)可知，當(dāng)耦合系數(shù)k發(fā)生變化時(shí)，角頻率r2不變，即等效勵(lì)磁電感mL"仍被接收端并聯(lián)補(bǔ)償電容sC完全補(bǔ)償。然而，當(dāng)發(fā)射端串聯(lián)補(bǔ)償電圖2-9SCC與eqC關(guān)于移相角的曲線圖2-10eqC關(guān)于移相角的曲線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-17-影響。在實(shí)際中通常會(huì)留出一部分裕量，這里選取0.52。綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，通常將移相角的取值定義在(0.52,0.7)的范圍內(nèi)。通常，整體系統(tǒng)的等效電容eqC根據(jù)實(shí)際需要，具有最大值eq,maxC和最小值eq,minC，分別在移相角=0.7和=0.52時(shí)取得。分別將=0.7和=0.52代入式(2-33)可得：abeq,maxab0.2973CCCCC=+(2-34)abeq,minab0.9201CCCCC=+(2-35)因此，當(dāng)已知所需等效電容的最大值eq,maxC和最小值eq,minC時(shí)，聯(lián)立式(2-34)和式(2-35)可求出電容aC和bC的數(shù)值。2.5變耦合系數(shù)下的開關(guān)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)研究由式(2-13)可得，發(fā)射端和接收端的補(bǔ)償電容關(guān)系如下：2s2pC1kCn=(2-36)由式(2-36)可知，一旦非接觸變壓器兩線圈由于相對(duì)位置發(fā)生偏移，而造成線圈耦合系數(shù)k發(fā)生變化時(shí)，串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，串并聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)ZPA，會(huì)造成系統(tǒng)功率因素和能量傳輸能力的下降。因此，串并聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在變耦合系數(shù)的條件下需要加入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。另一方面，由式(2-13)可知，當(dāng)耦合系數(shù)k發(fā)生變化時(shí)，角頻率r2不變，即等效勵(lì)磁電感mL"仍被接收端并聯(lián)補(bǔ)償電容sC完全補(bǔ)償。然而，當(dāng)發(fā)射端串聯(lián)補(bǔ)償電圖2-9SCC與eqC關(guān)于移相角的曲線圖2-10eqC關(guān)于移相角的曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無線充電技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張廣冬,郝昕玉,袁鐵軍,宋樹權(quán).  電子科技. 2016(12)
[2]基2與混合基快速Fourier變換算法性能比較[J]. 金國(guó)棟,劉向明,陶智,莊緒宗.  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2010(03)



本文編號(hào)：3250102