本文關(guān)鍵詞：基于磁耦合諧振的無線電能傳輸系統(tǒng)的研究

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【摘要】：無線電能傳輸相比于傳統(tǒng)電能傳輸方式,具有節(jié)約資源、安全和方便等優(yōu)勢(shì),因此無線供電是目前研究的熱點(diǎn)問題。磁耦合諧振WPT作為目前應(yīng)用前景最好的無線電能傳輸方式,利用的是系統(tǒng)兩線圈之間的松耦合現(xiàn)象以及能量在系統(tǒng)諧振時(shí)高效的從發(fā)射回路傳輸?shù)浇邮栈芈愤@一原理實(shí)現(xiàn)的電能無線傳輸,從而具有高效率、中遠(yuǎn)距離傳輸以及安全性高等優(yōu)勢(shì)。因而該技術(shù)吸引了眾多科研者投入其中,具有非常高的研究?jī)r(jià)值和巨大的發(fā)展空間。本文以磁耦合諧振WPT技術(shù)的工作原理為基礎(chǔ),結(jié)合耦合模理論和電路理論,構(gòu)建出該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和等效電路,通過對(duì)該系統(tǒng)分析與推導(dǎo),總結(jié)出系統(tǒng)能量傳輸特點(diǎn)與內(nèi)在規(guī)律。通過分析系統(tǒng)頻率、線圈內(nèi)阻以及耦合系數(shù)等因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響規(guī)律,總結(jié)出系統(tǒng)性能較高時(shí)對(duì)應(yīng)的參數(shù)值以及提高輸出功率與傳輸效率的有效方法：1、優(yōu)化線圈參數(shù)；2、利用頻率跟蹤方法,使得系統(tǒng)頻率與負(fù)載阻抗相匹配。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)帶有Buck電路的磁耦合諧振WPT系統(tǒng),提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性。該系統(tǒng)主要包括高頻逆變、整流濾波和Buck電路三部分,詳細(xì)介紹了不對(duì)稱半橋逆變電路以及整流濾波電路的設(shè)計(jì),并通過仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。搭建了帶有Buck電路的系統(tǒng)仿真電路,根據(jù)該仿真電路測(cè)試了逆變輸出波形、負(fù)載兩端電壓波形以及能量傳輸波形等,根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)了電能的無線傳輸以及降壓功能,輸出結(jié)果與理論分析相近,以此證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：無線電能傳輸 磁耦合諧振 系統(tǒng)性能 仿真
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景與意義12
• 1.2 無線電能傳輸技術(shù)12-15
• 1.2.1 感應(yīng)耦合無線電能傳輸13-14
• 1.2.2 輻射式無線電能傳輸14
• 1.2.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 磁耦合諧振WPT研究熱點(diǎn)與發(fā)展動(dòng)向19-20
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 2 磁耦合諧振無線電能傳輸理論22-40
• 2.1 相關(guān)基礎(chǔ)理論22-23
• 2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與基本原理23
• 2.3 系統(tǒng)的理論分析23-32
• 2.3.1 耦合模理論模型24-30
• 2.3.2 電路理論模型30-32
• 2.4 磁耦合諧振WPT系統(tǒng)諧振拓?fù)潆娐?/span>32-35
• 2.4.1 串-串式諧振拓?fù)潆娐?/span>32-34
• 2.4.2 并-并式諧振拓?fù)潆娐?/span>34-35
• 2.5 磁耦合諧振WPT特性分析35-39
• 2.5.1 系統(tǒng)頻率特性35-37
• 2.5.2 功率和效率特性37-39
• 2.6 本章小節(jié)39-40
• 3 磁耦合諧振WPT系統(tǒng)影響因素分析40-52
• 3.1 頻率對(duì)系統(tǒng)性能的影響40-44
• 3.1.1 系統(tǒng)頻率分析40-43
• 3.1.2 最佳諧振頻率分析43-44
• 3.2 負(fù)載電阻對(duì)系統(tǒng)性能的影響44-46
• 3.3 內(nèi)阻對(duì)系統(tǒng)性能的影響46-48
• 3.4 耦合系數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響48-51
• 3.4.1 系統(tǒng)耦合系數(shù)分析48-49
• 3.4.2 最佳耦合系數(shù)分析49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 仿真與分析52-62
• 4.1 總體設(shè)計(jì)方案52
• 4.2 高頻逆變電路設(shè)計(jì)52-54
• 4.2.1 逆變電路選型52-53
• 4.2.2 不對(duì)稱半橋逆變電路設(shè)計(jì)53-54
• 4.3 諧振電路設(shè)計(jì)54-55
• 4.4 整流調(diào)壓電路設(shè)計(jì)55-57
• 4.5 系統(tǒng)整體仿真與分析57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-70
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果70

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