T型CLC-S補(bǔ)償恒壓感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-01 22:27
針對(duì)應(yīng)用于感應(yīng)耦合能量傳輸(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)系統(tǒng)的π型CLC-S補(bǔ)償恒壓輸出特性易受電容對(duì)稱性影響的問(wèn)題,論文對(duì)一種T型CLC-S恒壓補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)配置方法進(jìn)行研究,對(duì)于改善ICPT系統(tǒng)的恒壓特性,提高其傳輸效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。在分析ICPT系統(tǒng)工作原理和能量傳輸過(guò)程的基礎(chǔ)上,對(duì)ICPT系統(tǒng)涉及到的高頻逆變、電磁耦合和諧振補(bǔ)償拓?fù)涞冗M(jìn)行了詳細(xì)的電路分析。推導(dǎo)出理想情況下π型CLC-S補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)具有不受負(fù)載變化影響的恒壓輸出特性。針對(duì)該型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)恒壓輸出特性易受補(bǔ)償電容對(duì)稱性的影響且難以改善的問(wèn)題,嘗試提出了一種T型CLC-S補(bǔ)償結(jié)構(gòu),并研究了該補(bǔ)償?shù)淖杩固匦。采用互感等效理論建立?T型CLC-S補(bǔ)償ICPT系統(tǒng)電路模型,推導(dǎo)出使系統(tǒng)恒壓輸出的參數(shù)約束條件,并研究了耦合系數(shù)、頻率、溫度和寄生電阻對(duì)系統(tǒng)恒壓特性的影響。對(duì)基于T型CLC-S補(bǔ)償?shù)腎CPT系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析,研究了品質(zhì)因數(shù)對(duì)系統(tǒng)發(fā)射端電流增益和諧振器件電壓應(yīng)力的影響,為補(bǔ)償元件的選擇提供了參考依據(jù);推導(dǎo)出考慮寄生電阻時(shí)的原邊輸入電流和副邊輸出電壓表達(dá)式,...
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海爾推出的無(wú)線供電家電
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文22Ip在系統(tǒng)正常工作時(shí)保持恒定。將式(3.19)帶入(3.17)中,可得輸出電壓Uo為2oac1T1U=UMC(3.20)從式(3.20)中可看出,當(dāng)忽略系統(tǒng)中各寄生參數(shù)的影響,且系統(tǒng)工作在諧振狀態(tài)時(shí),T型CLC-S補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓與輸入電壓相位相反。理想情況下,系統(tǒng)輸出端電壓的大小僅受輸入電壓Uac、工作頻率ω1、耦合機(jī)構(gòu)的互感M以及原邊電容Cp1影響,負(fù)載電阻變化對(duì)輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生任何影響。因此,T型CLC-S補(bǔ)償可實(shí)現(xiàn)恒壓輸出。3.1.3T型CLC補(bǔ)償電流增益分析諧振電路的優(yōu)劣可通過(guò)品質(zhì)因數(shù)來(lái)體現(xiàn),品質(zhì)因數(shù)越高,諧振網(wǎng)絡(luò)中的損耗越小,諧振電路的特性越好。對(duì)于T型CLC-S補(bǔ)償ICPT系統(tǒng),輸出功率主要通過(guò)反射阻抗的大小來(lái)體現(xiàn),結(jié)合上文圖3.2(b)中原邊CLC補(bǔ)償系統(tǒng)等效電路,可得流過(guò)補(bǔ)償電容CT1電流Ii為212acsiac22p12nn(1)==(1)1nnnTannsjCjUQIUZjQ++(3.21)電流增益為系統(tǒng)的輸出電流與輸入電流的比值,結(jié)合式(3.11)和式(3.18),在不考慮系統(tǒng)諧振狀態(tài)且λ=1時(shí),系統(tǒng)原邊流過(guò)發(fā)射線圈的電流Ip相對(duì)于系統(tǒng)輸入電流Ii的電流增益Gi可表示為2n2npsiissnIQGIQQj==+(3.22)根據(jù)所得電流增益表達(dá)式,仿真得到不同品質(zhì)因數(shù)下電流增益Gi隨歸一化角頻率ωn變化的曲線如圖3.4所示。圖3.4品質(zhì)因數(shù)對(duì)電流增益的影響關(guān)系
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文240.00.51.01.52.00200400600電壓應(yīng)力UC1/V歸一化角頻率ωnQ=0.1Q=0.5Q=1Q=3Q=5圖3.5品質(zhì)因數(shù)對(duì)電容電壓UC1影響曲線從圖3.5可以看出,隨著品質(zhì)因數(shù)Q的變化,電容CT1兩端電壓的峰值點(diǎn)位置會(huì)發(fā)生偏移,且在=1n處,隨著品質(zhì)因數(shù)Q值的增大,電容兩端的電壓呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。當(dāng)電容比=1時(shí),電感L1兩端的電壓UL1可表示為(1)(1)(1)12nnnL1acC1ac222nnnnjQUUUUjQ+==+(3.25)根據(jù)式(3.38)對(duì)電容CT1的電壓有效值進(jìn)行分析,品質(zhì)因數(shù)對(duì)電容CT1電壓影響曲線如圖3.6所示。圖3.6品質(zhì)因數(shù)對(duì)電感L1電壓影響曲線從圖3.6可以看出,隨著品質(zhì)因數(shù)Q的變化,電感LT兩端電壓的峰值點(diǎn)位置會(huì)發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車靜態(tài)無(wú)線充電技術(shù)研究綜述(上篇)[J]. 吳理豪,張波. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(06)
[2]一種新型恒壓型ICPT系統(tǒng)[J]. 胡耀明,楊鑫鑫,荊曉. 電工技術(shù). 2020(02)
[3]無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)共振機(jī)理及共振點(diǎn)分布特性研究[J]. 廖志娟,孫躍,葉兆虹,唐春森,葛學(xué)健. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)導(dǎo)軌切換時(shí)的脈沖同步控制策略[J]. 姚知洋,肖靜,高立克,楊藝云,吳宛潞. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(21)
[5]無(wú)線電能傳輸技術(shù)亟待解決的問(wèn)題及對(duì)策[J]. 張波,疏許健,吳理豪,榮超. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(18)
[6]無(wú)線電能傳輸變頻控制方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 秦慶磊,張昌州,歐世峰. 電氣應(yīng)用. 2019(07)
[7]電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)綜述[J]. 蔡棟興. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(06)
[8]磁諧振無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的頻率跟蹤失諧控制[J]. 黃程,陸益民. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(15)
[9]多負(fù)載多線圈無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)各路輸出的恒壓特性設(shè)計(jì)[J]. 盧偉國(guó),陳偉銘,李慧榮. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(06)
[10]補(bǔ)償參數(shù)對(duì)串/串補(bǔ)償型無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)特性的影響分析[J]. 張望,伍小杰,夏晨陽(yáng),劉旭. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(07)
碩士論文
[1]LCC-S補(bǔ)償式電動(dòng)汽車無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)研究[D]. 靳本豪.燕山大學(xué) 2019
[2]基于S/LCC補(bǔ)償拓?fù)涞臒o(wú)線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 張瀟銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號(hào):3417451
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海爾推出的無(wú)線供電家電
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文22Ip在系統(tǒng)正常工作時(shí)保持恒定。將式(3.19)帶入(3.17)中,可得輸出電壓Uo為2oac1T1U=UMC(3.20)從式(3.20)中可看出,當(dāng)忽略系統(tǒng)中各寄生參數(shù)的影響,且系統(tǒng)工作在諧振狀態(tài)時(shí),T型CLC-S補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓與輸入電壓相位相反。理想情況下,系統(tǒng)輸出端電壓的大小僅受輸入電壓Uac、工作頻率ω1、耦合機(jī)構(gòu)的互感M以及原邊電容Cp1影響,負(fù)載電阻變化對(duì)輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生任何影響。因此,T型CLC-S補(bǔ)償可實(shí)現(xiàn)恒壓輸出。3.1.3T型CLC補(bǔ)償電流增益分析諧振電路的優(yōu)劣可通過(guò)品質(zhì)因數(shù)來(lái)體現(xiàn),品質(zhì)因數(shù)越高,諧振網(wǎng)絡(luò)中的損耗越小,諧振電路的特性越好。對(duì)于T型CLC-S補(bǔ)償ICPT系統(tǒng),輸出功率主要通過(guò)反射阻抗的大小來(lái)體現(xiàn),結(jié)合上文圖3.2(b)中原邊CLC補(bǔ)償系統(tǒng)等效電路,可得流過(guò)補(bǔ)償電容CT1電流Ii為212acsiac22p12nn(1)==(1)1nnnTannsjCjUQIUZjQ++(3.21)電流增益為系統(tǒng)的輸出電流與輸入電流的比值,結(jié)合式(3.11)和式(3.18),在不考慮系統(tǒng)諧振狀態(tài)且λ=1時(shí),系統(tǒng)原邊流過(guò)發(fā)射線圈的電流Ip相對(duì)于系統(tǒng)輸入電流Ii的電流增益Gi可表示為2n2npsiissnIQGIQQj==+(3.22)根據(jù)所得電流增益表達(dá)式,仿真得到不同品質(zhì)因數(shù)下電流增益Gi隨歸一化角頻率ωn變化的曲線如圖3.4所示。圖3.4品質(zhì)因數(shù)對(duì)電流增益的影響關(guān)系
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文240.00.51.01.52.00200400600電壓應(yīng)力UC1/V歸一化角頻率ωnQ=0.1Q=0.5Q=1Q=3Q=5圖3.5品質(zhì)因數(shù)對(duì)電容電壓UC1影響曲線從圖3.5可以看出,隨著品質(zhì)因數(shù)Q的變化,電容CT1兩端電壓的峰值點(diǎn)位置會(huì)發(fā)生偏移,且在=1n處,隨著品質(zhì)因數(shù)Q值的增大,電容兩端的電壓呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。當(dāng)電容比=1時(shí),電感L1兩端的電壓UL1可表示為(1)(1)(1)12nnnL1acC1ac222nnnnjQUUUUjQ+==+(3.25)根據(jù)式(3.38)對(duì)電容CT1的電壓有效值進(jìn)行分析,品質(zhì)因數(shù)對(duì)電容CT1電壓影響曲線如圖3.6所示。圖3.6品質(zhì)因數(shù)對(duì)電感L1電壓影響曲線從圖3.6可以看出,隨著品質(zhì)因數(shù)Q的變化,電感LT兩端電壓的峰值點(diǎn)位置會(huì)發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車靜態(tài)無(wú)線充電技術(shù)研究綜述(上篇)[J]. 吳理豪,張波. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(06)
[2]一種新型恒壓型ICPT系統(tǒng)[J]. 胡耀明,楊鑫鑫,荊曉. 電工技術(shù). 2020(02)
[3]無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)共振機(jī)理及共振點(diǎn)分布特性研究[J]. 廖志娟,孫躍,葉兆虹,唐春森,葛學(xué)健. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)導(dǎo)軌切換時(shí)的脈沖同步控制策略[J]. 姚知洋,肖靜,高立克,楊藝云,吳宛潞. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(21)
[5]無(wú)線電能傳輸技術(shù)亟待解決的問(wèn)題及對(duì)策[J]. 張波,疏許健,吳理豪,榮超. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(18)
[6]無(wú)線電能傳輸變頻控制方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 秦慶磊,張昌州,歐世峰. 電氣應(yīng)用. 2019(07)
[7]電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)綜述[J]. 蔡棟興. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(06)
[8]磁諧振無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的頻率跟蹤失諧控制[J]. 黃程,陸益民. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(15)
[9]多負(fù)載多線圈無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)各路輸出的恒壓特性設(shè)計(jì)[J]. 盧偉國(guó),陳偉銘,李慧榮. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(06)
[10]補(bǔ)償參數(shù)對(duì)串/串補(bǔ)償型無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)特性的影響分析[J]. 張望,伍小杰,夏晨陽(yáng),劉旭. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(07)
碩士論文
[1]LCC-S補(bǔ)償式電動(dòng)汽車無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)研究[D]. 靳本豪.燕山大學(xué) 2019
[2]基于S/LCC補(bǔ)償拓?fù)涞臒o(wú)線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 張瀟銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號(hào):3417451
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