本文關(guān)鍵詞：非接觸電能傳輸系統(tǒng)的控制方法及其ZCS軟開關(guān)的研究　出處：《湖南大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：非接觸感應(yīng)耦合電能傳輸(Inductively Coupled Power Transfer, ICPT)技術(shù)作為一種新型電能傳輸技術(shù)，通過空間磁場(chǎng)耦合原理來(lái)傳輸電能。與傳統(tǒng)電能傳輸技術(shù)不同，ICPT技術(shù)可以在有電氣隔離且電源和負(fù)載沒有直接接觸的情況下傳輸電能，具有維護(hù)費(fèi)用低、可靠性高，可以在易燃易爆環(huán)境下運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越多地運(yùn)用于數(shù)碼設(shè)備、家電的無(wú)線供電、人體植入式醫(yī)療設(shè)備和電動(dòng)汽車的無(wú)線充電等。 本文主要對(duì)ICPT系統(tǒng)的控制方法及其ZCS軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。首先介紹了非接觸電能傳輸技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展前景。簡(jiǎn)要闡述了非接觸電能傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了ZCS軟開關(guān)的組成及原理。 分析了能量注入式電路拓?fù)浼捌涔ぷ髟�，提出了改進(jìn)的能量注入式控制方法，將能量注入模式和自由諧振模式兩種模式的切換周期由一個(gè)諧振周期的整數(shù)倍，改成了半個(gè)諧振周期的整數(shù)倍，這樣系統(tǒng)切換模式更加迅速。通過改變能量注入占空比、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)原邊的逆變電路的工作模式，實(shí)現(xiàn)控制輸出電壓的目的。分析了負(fù)載參數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，計(jì)算了能量注入占空比。簡(jiǎn)單地分析了系統(tǒng)頻率分叉的現(xiàn)象，提出了ICPT控制策略。 使用MATLAB/Simulink對(duì)系統(tǒng)及其ZCS軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證了頻率分叉這一現(xiàn)象，也表明了本文提出的能量注入式控制方法可以保證逆變器工作在ZCS軟開關(guān)狀態(tài)，同時(shí)可根據(jù)負(fù)載阻值的變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能量注入占空比，，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 最后對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括主電路、檢測(cè)電路和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，并且最后調(diào)試通過。通過實(shí)驗(yàn)研究表明，能量注入式控制方法可以很好地實(shí)現(xiàn)ICPT系統(tǒng)的控制目的。
[Abstract]:Inductively Coupled Power transfer (ICPTT) is a new type of power transmission technology. Different from traditional power transmission technology, ICPT technology can transmit electric energy without direct contact between power supply and load. It has the advantages of low maintenance cost, high reliability, and can operate in flammable and explosive environment. This technology is more and more used in wireless power supply of digital equipment and household appliances. Human implantable medical devices and electric vehicles for wireless charging and so on. In this paper, the control method of ICPT system and the realization of ZCS soft switch are studied. Firstly, the research status of contactless power transmission technology at home and abroad is introduced. In this paper, the basic structure and working principle of contactless power transmission system are briefly described, and the composition and principle of ZCS soft switch are introduced. The topology and working principle of energy injection circuit are analyzed, and an improved energy injection control method is proposed. The switching period of energy injection mode and free resonance mode is changed from integer times of one resonant period to integer times of half resonant period. By changing the duty cycle of energy injection, the operating mode of the inverter circuit on the original side can be dynamically adjusted. The effect of load parameters on system performance is analyzed and the duty cycle of energy injection is calculated. The phenomenon of system frequency bifurcation is analyzed briefly and a ICPT control strategy is proposed. MATLAB/Simulink is used to simulate the system and its ZCS soft switch. The simulation results verify the phenomenon of frequency bifurcation. It also shows that the proposed energy injection control method can ensure that the inverter works in the ZCS soft switching state, and can dynamically adjust the energy injection duty cycle according to the change of load resistance. And then achieve the purpose of voltage stabilization. Finally, the experimental device is designed, including the main circuit, detection circuit and drive circuit design, and finally debugging through. The energy injection control method can achieve the control purpose of ICPT system well.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1421307