本文關(guān)鍵詞：基于阻抗匹配的IPT系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)諧電容特性研究

  更多相關(guān)文章： 感應(yīng)電能傳輸(IPT) 頻率穩(wěn)定 動(dòng)態(tài)調(diào)諧 三電容模塊

【摘要】：作為無(wú)線電能傳輸技術(shù)的一個(gè)重要分支—感應(yīng)電能傳輸技術(shù)(inductively power transfer,IPT)具有廣泛的應(yīng)用前景。感應(yīng)電能傳輸方式是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能的無(wú)線傳輸,具有安全、靈敏度高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、家用電器及消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。針對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電,其對(duì)于地面的距離不同引起系統(tǒng)互感參數(shù)發(fā)生變化;同時(shí)對(duì)于家用電器供電平臺(tái),不同功率等級(jí)的電器的等效負(fù)載參數(shù)不同,這都將導(dǎo)致系統(tǒng)的工作頻率發(fā)生變化,系統(tǒng)的傳輸功率和效率降低。本文針對(duì)感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)參數(shù)(互感參數(shù)、負(fù)載參數(shù)等)變化時(shí),保證系統(tǒng)諧振頻率穩(wěn)定的問(wèn)題展開(kāi)研究�；诟袘�(yīng)電能傳輸系統(tǒng)的高階非線性特性,其工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)工作頻率點(diǎn)不唯一,當(dāng)系統(tǒng)工作在某一軟開(kāi)關(guān)工作點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的傳輸功率和效率最高,因此當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)需保證感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在當(dāng)前工作頻率點(diǎn)。因此,對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化導(dǎo)致系統(tǒng)阻抗不匹配,發(fā)生工作頻率漂移的情況進(jìn)行調(diào)節(jié),通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)諧振電路(電感、電容)參數(shù)使系統(tǒng)阻抗匹配,從而保證系統(tǒng)工作頻率的穩(wěn)定性。對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)調(diào)諧方法(相控電感調(diào)諧方法和簡(jiǎn)單并列電容陣列調(diào)諧方法)的工作原理進(jìn)行分析。其中簡(jiǎn)單并列電容陣列的補(bǔ)償電容值只能在基準(zhǔn)電容基礎(chǔ)上增加,電容陣列的體積和控制難度隨著等效電容值范圍和精度要求的提高而增大等問(wèn)題。本文利用復(fù)雜混合結(jié)構(gòu)電容陣列代替簡(jiǎn)單并列電容陣列解決了補(bǔ)償電容值只能在基準(zhǔn)電容基礎(chǔ)上增加的問(wèn)題,并分析復(fù)雜混合結(jié)構(gòu)電容陣列的基本電容模塊的電容個(gè)數(shù)、輸出等效電容值范圍及精度,提出三電容模塊,使利用少量電容,實(shí)現(xiàn)輸出等效電容值的范圍較大及精度較高,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然后在提出的三電容模塊的基礎(chǔ)上,為滿足寬功率等級(jí)的負(fù)載變化時(shí)對(duì)輸出等效電容值范圍及精度的要求,提出混合結(jié)構(gòu)三電容陣列。最后利用遺傳算法對(duì)三電容模塊的電容取值進(jìn)行優(yōu)化,利用MATLAB環(huán)境下遺傳算法工具箱得到三電容模塊的電容優(yōu)化值,并驗(yàn)證三電容模塊在輸出等效電容值范圍和精度方面的有效性。通過(guò)搭建SP型IPT系統(tǒng)模型,在負(fù)載切換時(shí)利用電容陣列進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)諧,保證系統(tǒng)工作頻率的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)電能傳輸(IPT) 頻率穩(wěn)定 動(dòng)態(tài)調(diào)諧 三電容模塊
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 論文研究背景8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 IPT技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 IPT系統(tǒng)調(diào)諧技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文研究的目的及意義12-13
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容及目的12
• 1.3.2 論文研究意義12-13
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)與主要研究?jī)?nèi)容13
• 1.5 本章小結(jié)13-15
• 2 IPT系統(tǒng)及阻抗特征分析15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 IPT系統(tǒng)原理及其構(gòu)成15-21
• 2.2.1 原邊高頻逆變電路15-17
• 2.2.2 諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)17-19
• 2.2.3 感應(yīng)耦合機(jī)構(gòu)19-21
• 2.3 IPT系統(tǒng)建模及軟開(kāi)關(guān)工作點(diǎn)21-26
• 2.3.1 頻閃映射與周期不動(dòng)點(diǎn)21-22
• 2.3.2 IPT系統(tǒng)頻閃映射建模22-24
• 2.3.3 IPT系統(tǒng)軟開(kāi)關(guān)工作點(diǎn)24-26
• 2.4 IPT系統(tǒng)參數(shù)特征分析26-27
• 2.4.1 互感系數(shù)與諧振頻率的關(guān)系26
• 2.4.2 負(fù)載參數(shù)與諧振頻率的關(guān)系26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 IPT系統(tǒng)調(diào)諧技術(shù)28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 相控電感調(diào)諧方法28-32
• 3.2.1 相控電感調(diào)諧方法工作原理28-30
• 3.2.2 相控電感調(diào)諧方法參數(shù)設(shè)計(jì)30-32
• 3.3 簡(jiǎn)單并列電容陣列調(diào)諧方法32-38
• 3.3.1 簡(jiǎn)單并列電容陣列結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3.2 簡(jiǎn)單并列電容陣列參數(shù)33-35
• 3.3.3 簡(jiǎn)單并列電容陣列仿真35-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 4 混合結(jié)構(gòu)電容陣列的特性分析39-54
• 4.1 引言39
• 4.2 混合結(jié)構(gòu)電容陣列39-40
• 4.3 可變電容模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-48
• 4.3.1 基于五電容組態(tài)的可變電容模塊40-44
• 4.3.2 基于三電容組態(tài)的可變電容模塊44-47
• 4.3.3 混合結(jié)構(gòu)三電容陣列47-48
• 4.4 可變電容模塊參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化48-53
• 4.4.1 三電容模塊參數(shù)特性48-49
• 4.4.2 基于遺傳算法參數(shù)優(yōu)化49-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 電容陣列組態(tài)特性仿真分析54-61
• 5.1 引言54
• 5.2 基于MATLAB環(huán)境下的遺傳算法的應(yīng)用54-56
• 5.2.1 遺傳算法工具箱的特點(diǎn)54
• 5.2.2 遺傳算法工具箱圖形界面54-55
• 5.2.3 遺傳算法實(shí)現(xiàn)55-56
• 5.3 三電容模塊仿真56-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文工作總結(jié)61-62
• 6.2 后續(xù)工作展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68
• A. 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68
• B. 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目情況68
• C. 攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況68

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本文編號(hào)：521905