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基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)研究

發(fā)布時(shí)間:2017-07-02 05:00

  本文關(guān)鍵詞:基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:隨著無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展,其在家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。2013年無線充電聯(lián)盟(WPC)發(fā)布了《無線廚房電器》白皮書,為無線廚房電器的標(biāo)準(zhǔn)化及發(fā)展指明了方向。配合于廚房環(huán)境,無尾廚房電器有很多優(yōu)點(diǎn),干凈整潔容易清洗,沒有電氣線安全方便,節(jié)省空間容易存儲(chǔ),精確控制智能化等。本文研發(fā)一款新型的廚房電器——多用途電磁爐及負(fù)載系統(tǒng)。其中多用途電磁爐作為電源發(fā)射端,鐵質(zhì)鍋具及無尾電飯煲作為負(fù)載。其既能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的感應(yīng)加熱,即為鐵質(zhì)鍋具進(jìn)行渦流加熱;又能作為無線電能傳輸?shù)碾娫窗l(fā)射端,為無尾電飯煲進(jìn)行無線供電。感應(yīng)加熱及無線電能傳輸作為兩種不同的系統(tǒng),所以本文首先要解決的是確定系統(tǒng)的電路拓?fù)。兩個(gè)系統(tǒng)負(fù)載特性不同而要求有共同的電源發(fā)射端,通過對(duì)比串聯(lián)、并聯(lián)、LCL三種電路結(jié)構(gòu),系統(tǒng)最終確定以LCL拓?fù)渥鳛殡娫窗l(fā)射端主電路結(jié)構(gòu),并研究不同負(fù)載對(duì)原邊回路的影響,分別對(duì)兩種負(fù)載所構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行理論分析;谡摲治,進(jìn)行感應(yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先確定LCL回路參數(shù),包括諧振頻率、Lr、LP、CP值的選擇,使其滿足各自系統(tǒng)的功率等級(jí)、回路阻抗要求;其次設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu),包括功率變換環(huán)節(jié)、逆變電路、磁耦合機(jī)構(gòu)等。并基于電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行PSPICE電路仿真、Maxwell磁場仿真,分析系統(tǒng)的工作及傳輸特性;最后搭建系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得到基于LCL拓?fù)湎碌母袘?yīng)加熱系統(tǒng)工作特性和無線電能傳輸系統(tǒng)工作特性,確定傳輸功率、傳輸效率,并進(jìn)行位移實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)能夠保證在鐵質(zhì)鍋具和無尾電飯煲這兩種不同負(fù)載下,電源發(fā)射端都能為其進(jìn)行高效率的傳輸。當(dāng)負(fù)載為鐵質(zhì)鍋具時(shí),感應(yīng)加熱系統(tǒng)的傳輸功率最大能達(dá)到1200W,且功率連續(xù)可調(diào),效率在85%以上;當(dāng)負(fù)載為無尾電飯煲時(shí),無線電能傳輸系統(tǒng)功率能達(dá)到600W,使電飯煲在額定功率下工作,原副邊功率均連續(xù)可調(diào)。當(dāng)調(diào)整原邊BUCK占空比時(shí),系統(tǒng)效率在84%以上,當(dāng)調(diào)整副邊BOOST占空比時(shí),系統(tǒng)效率在80%以上。還對(duì)負(fù)載在垂直位移及水平位移下對(duì)系統(tǒng)傳輸功率及效率的影響進(jìn)行了研究。
【關(guān)鍵詞】:無線廚房電器 LCL拓?fù)?/strong> 感應(yīng)加熱系統(tǒng) 無線電能傳輸系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TM924.01;TM724
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 緒論9-17
  • 1.1 課題背景及研究意義9-10
  • 1.2 無線電能傳輸技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀10-15
  • 1.2.1 國外研究和發(fā)展現(xiàn)狀10-12
  • 1.2.2 國內(nèi)研究和發(fā)展現(xiàn)狀12-14
  • 1.2.3 無線廚房電器發(fā)展現(xiàn)狀14-15
  • 1.3 本文研究內(nèi)容15-17
  • 第2章 系統(tǒng)拓?fù)浼袄碚摲治?/span>17-33
  • 2.1 引言17
  • 2.2 傳統(tǒng)感應(yīng)加熱電路分析17-19
  • 2.3 無線電能傳輸系統(tǒng)理論分析19-26
  • 2.3.1 無線電能傳輸系統(tǒng)模型19-20
  • 2.3.2 耦合回路分析20-21
  • 2.3.3 原邊諧振拓?fù)涞倪x擇21-25
  • 2.3.4 副邊諧振拓?fù)涞倪x擇25-26
  • 2.4 基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱系統(tǒng)26-28
  • 2.5 基于LCL拓?fù)涞臒o線電能傳輸系統(tǒng)28-32
  • 2.6 本章小結(jié)32-33
  • 第3章 感應(yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-58
  • 3.1 引言33
  • 3.2 硬件電路設(shè)計(jì)33-43
  • 3.2.1 控制電路33-34
  • 3.2.2 逆變電路34-38
  • 3.2.3 DC-DC變換電路38-43
  • 3.3 耦合補(bǔ)償機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)43-47
  • 3.3.1 原副邊諧振參數(shù)的確定43-44
  • 3.3.2 磁耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)44-47
  • 3.4 基于LCL的感應(yīng)加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-50
  • 3.5 基于LCL的無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-57
  • 3.6 本章小結(jié)57-58
  • 第4章 系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究58-74
  • 4.1 引言58
  • 4.2 基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究58-64
  • 4.2.1 鐵質(zhì)鍋具對(duì)原邊線圈的影響58-61
  • 4.2.2 感應(yīng)加熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究61-64
  • 4.3 基于LCL拓?fù)涞臒o線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究64-73
  • 4.3.1 無線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究64-71
  • 4.3.2 接收端信號(hào)及驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)71-73
  • 4.4 本章小結(jié)73-74
  • 結(jié)論74-76
  • 參考文獻(xiàn)76-81
  • 致謝81

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  本文關(guān)鍵詞:基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



本文編號(hào):508555


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