本文關(guān)鍵詞：基于雙激勵(lì)線圈的無(wú)線電能傳輸模式研究

  更多相關(guān)文章： 雙激勵(lì)線圈 無(wú)線電能傳輸 非對(duì)稱輸入 恒頻控制

【摘要】：傳統(tǒng)感應(yīng)耦合無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)(即Inductive Power Transfer,IPT)的能量輸入端多采用單激勵(lì)線圈結(jié)構(gòu),由于系統(tǒng)的耦合機(jī)構(gòu)多為松散耦合形式,為獲得較大的傳輸功率,發(fā)射線圈中往往需要產(chǎn)生較大的諧振電流。這樣輸入端的電能轉(zhuǎn)換元器件將承受比較大的電流或電壓應(yīng)力,且傳輸線圈也將承受較大電流,從而增加了開(kāi)關(guān)器件成本,線圈電流損耗。論文采用原邊雙激勵(lì)線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線電能傳輸模式(Dual Primary Coils Inductive Power Transmission,DPC-IPT),在原IPT系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了一組能量發(fā)射模塊,由兩個(gè)原邊激勵(lì)線圈與副邊感應(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸。本文主要研究?jī)?nèi)容有:(1)利用阻抗分析法對(duì)雙激勵(lì)線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線電能傳輸模式不適用于原邊串聯(lián)型諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了論證,并以此為依據(jù)選擇以PS型DPC-IPT為研究對(duì)象;建立了PS結(jié)構(gòu)DPC-IPT的阻抗模型,推導(dǎo)出系統(tǒng)功率模型和效率模型,與傳統(tǒng)IPT系統(tǒng)功效進(jìn)行了對(duì)比分析。(2)針對(duì)系統(tǒng)傳輸功率受雙激勵(lì)線圈之間互感值、原邊諧振電流相位差和輸入電壓比等因素影響,基于MAXWELL仿真軟件對(duì)DPC-IPT系統(tǒng)耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行了磁場(chǎng)仿真,確定了能量傳輸?shù)淖罴疡詈蠙C(jī)構(gòu)模型;并經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)給出了原邊諧振電流相位差和輸入電壓比的約束范圍。(3)針對(duì)非對(duì)稱輸入電壓下原邊諧振頻率波動(dòng)提出恒頻控制策略。分析了非對(duì)稱輸入電壓下原邊等效諧振電感的變化趨勢(shì),并推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電容公式;利用電容陣列對(duì)原邊等效電感值變化時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容以實(shí)現(xiàn)恒頻控制。(4)最后,基于MATLAB仿真軟件和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)DPC-IPT的傳輸能力進(jìn)行了驗(yàn)證,與理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比;再對(duì)電容陣列控制器的有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,驗(yàn)證了電容陣列控制器對(duì)系統(tǒng)恒頻控制的有效性。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明DPC-IPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了副邊拾取電流,顯著提高了系統(tǒng)傳輸功率。
【關(guān)鍵詞】：雙激勵(lì)線圈 無(wú)線電能傳輸 非對(duì)稱輸入 恒頻控制
【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4-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 論文研究背景和意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.3 論文的研究目的及意義12
• 1.3.1 研究目的12
• 1.3.2 研究意義12
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)與主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 2 IPT系統(tǒng)拓?fù)浞治黾斑x型14-22
• 2.1 感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)原理14-17
• 2.1.1 感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)原理14-16
• 2.1.2 諧振網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>16-17
• 2.2 諧振網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇17-20
• 2.3 電磁耦合機(jī)構(gòu)20-21
• 2.3.1 耦合系數(shù)20
• 2.3.2 線圈選型20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 雙激勵(lì)線圈式IPT系統(tǒng)特性分析22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 P-S型IPT系統(tǒng)模型22-26
• 3.2.1 阻抗分析法建模[41]23-24
• 3.2.2 IPT系統(tǒng)功率模型及參數(shù)影響24
• 3.2.3 IPT系統(tǒng)效率模型及參數(shù)影響24-26
• 3.3 P-S型DPC-IPT系統(tǒng)能效特性分析26-31
• 3.3.1 阻抗分析法建模[44]26-29
• 3.3.2 DPC-IPT系統(tǒng)功率模型及參數(shù)影響29-30
• 3.3.3 DPC-IPT系統(tǒng)效率模型及參數(shù)影響30-31
• 3.4 DPC-IPT系統(tǒng)與IPT系統(tǒng)能效對(duì)比31-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 雙激勵(lì)線圈式IPT系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化及恒頻控制36-48
• 4.1 兩原邊線圈互感值優(yōu)化36-37
• 4.2 非對(duì)稱輸入電壓下系統(tǒng)的恒頻控制策略37-47
• 4.2.1 非對(duì)稱輸入電壓下系統(tǒng)特性分析37-42
• 4.2.2 非對(duì)稱輸入電壓下系統(tǒng)恒頻控制策略42-44
• 4.2.3 仿真驗(yàn)證44-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 5 雙激勵(lì)線圈式IPT系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究48-55
• 5.1 引言48
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究48-54
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹48-49
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析49-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 6 結(jié)論與展望55-57
• 6.1 全文工作總結(jié)55
• 6.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)55-56
• 6.3 后續(xù)工作展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 附錄62
• A. 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目情況62
• B. 攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況62

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