本文關鍵詞：諧振耦合多載式無線電能傳輸系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： 無線電能傳輸 諧振耦合 功率分配 最佳傳輸狀態(tài) 逆變電路

【摘要】：無線電能傳輸技術帶來的便利性使其逐漸成為研究熱點,其中諧振耦合式無線輸能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的中遠距離能量傳輸,具有較高的分析價值和研究意義。目前對單個負載諧振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)的研究分析及裝置應用較多,然而,多載式系統(tǒng)的分析研究相對較少。針對多載諧振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)的研究,包括系統(tǒng)的建模、仿真分析和實驗測試,其中實驗部分通過設計變換電路模塊及硬件平臺的搭建對系統(tǒng)進行效果驗證和性能分析。在系統(tǒng)模型建立方面,給出了兩種不同建模方法,由于耦合模理論在參數(shù)設計問題存在一定的限制性,所以從等效電路理論進行系統(tǒng)建模,通過公式推導和仿真分析得出了系統(tǒng)的功率及效率傳輸特性。具體分析了系統(tǒng)諧振耦合模塊中的諧振頻率、電感線圈、傳輸距離以及負載電阻參數(shù)對系統(tǒng)傳輸特性的影響。在系統(tǒng)理論分析方面,首先通過對單載系統(tǒng)研究得到系統(tǒng)的最佳傳輸距離及最佳負載值,通過分析頻率分裂問題以及電容補償問題得到補償拓撲結構的選擇方法；其次通過對多載系統(tǒng)的研究得到系統(tǒng)的距離和耦合系數(shù)選擇范圍,提出了系統(tǒng)最佳傳輸狀態(tài)以及功率分配研究方法,經(jīng)推導得到多負載系統(tǒng)最佳傳輸狀態(tài)條件和功率分配通用式。在系統(tǒng)實驗測試方面,設計了變換電路模塊及對應的驅(qū)動電路,通過測試得到半橋逆變電路設計的合理性,實驗效果部分成功點亮了不同位置下的兩負載端的燈泡,數(shù)據(jù)測試部分得到距離與系統(tǒng)性能的關系；其中同軸異側兩負載的最優(yōu)距離是15cm和17cm,效率最終達到為42.43%；同軸同側兩負載的最優(yōu)距離是13cm和26cm,效率為38.21%；測試部分驗證了系統(tǒng)的傳輸特性和功率分配與理論的基本一致性。
【關鍵詞】：無線電能傳輸 諧振耦合 功率分配 最佳傳輸狀態(tài) 逆變電路
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究背景及意義8-11
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 應用前景14-15
• 1.4 本文的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 諧振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)17-29
• 2.1 諧振耦合無線輸能理論17-20
• 2.1.1 場的概念17-18
• 2.1.2 線圈模型18-19
• 2.1.3 諧振電路19-20
• 2.2 諧振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)參數(shù)分析20-24
• 2.2.1 傳輸系統(tǒng)的最佳頻率范圍20-21
• 2.2.2 傳輸性能產(chǎn)生影響的因素21-24
• 2.3 諧振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)模型分析24-28
• 2.3.1 諧振電路耦合模理論分析24-27
• 2.3.2 諧振耦合系統(tǒng)電路模型分析27-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 單負載諧振耦合系統(tǒng)研究29-42
• 3.1 傳輸系統(tǒng)的影響因素29-33
• 3.1.1 距離對傳輸系統(tǒng)的影響29-31
• 3.1.2 負載對傳輸系統(tǒng)的影響31-33
• 3.2 頻率分裂33-36
• 3.2.1 頻率分裂現(xiàn)象33-35
• 3.2.2 抑制方法35-36
• 3.3 補償拓撲結構性能分析36-40
• 3.3.1 無補償時的反映阻抗36
• 3.3.2 系統(tǒng)的補償分析36-40
• 3.4 本章小結40-42
• 第四章 多載式諧振耦合無線輸電系統(tǒng)研究42-55
• 4.1 多載式諧振耦合無線輸電系統(tǒng)構成42-44
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)關系與性能分析44-48
• 4.2.1 傳輸距離對系統(tǒng)的影響44-46
• 4.2.2 耦合系數(shù)對系統(tǒng)的影響46-48
• 4.3 系統(tǒng)的傳輸最佳狀態(tài)以及功率分配的研究48-54
• 4.3.1 最佳傳輸狀態(tài)的研究48-52
• 4.3.2 負載功率分配的研究52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 多載式諧振耦合無線輸電系統(tǒng)的實驗分析55-70
• 5.1 系統(tǒng)硬件電路設計55-60
• 5.1.1 驅(qū)動電路55-59
• 5.1.2 死區(qū)電路59-60
• 5.2 實驗平臺60-63
• 5.2.1 實驗裝置60-62
• 5.2.2 電路測試62-63
• 5.3 系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)與分析63-69
• 5.3.1 單載系統(tǒng)測試與分析63-64
• 5.3.2 多載下系統(tǒng)測試與分析64-69
• 5.4 本章小結69-70
• 第六章 總結與展望70-72
• 6.1 總結70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77-78
• 作者簡介78

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