本文選題：無線電能傳輸 + 倍頻式逆變電源�。� 參考：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近幾十年來,無線電能傳輸(wireless power transfer,WPT)技術(shù)引起電能傳輸領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,其應(yīng)用前景也越來越廣闊。在無線電能傳輸系統(tǒng)中,不同特性的用電設(shè)備對電能的要求不盡相同,為了提高系統(tǒng)帶負(fù)載能力,當(dāng)負(fù)載投切、線圈距離發(fā)生變化時(shí),通常要求系統(tǒng)輸出給負(fù)載的電壓近似恒定,針對系統(tǒng)輸出在未采取任何措施的情況下容易受到外界各種因素的影響,存在電壓不穩(wěn)定,影響供電質(zhì)量的問題,需要設(shè)計(jì)可靠的控制策略為用電設(shè)備提供可靠的電能。首先針對磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)脑?就線圈設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式做簡單介紹。分析等效電路模型,比較四種諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)補(bǔ)償電容特性與效率表達(dá)式分析S/S與S/P拓?fù)涞牟煌瑧?yīng)用場合。由于系統(tǒng)的工作頻率一般可達(dá)MHz,設(shè)計(jì)出一種新型的倍頻式逆變拓?fù)涫沟瞄_關(guān)頻率與線圈頻率成倍數(shù)關(guān)系,為了實(shí)現(xiàn)逆變器的軟開關(guān)工作狀態(tài),并在PSpice中搭建了基于74HC4046的頻率跟蹤仿真模型,逆變器開關(guān)頻率實(shí)時(shí)的跟蹤了發(fā)射線圈的諧振頻率,達(dá)到完全諧振狀態(tài)。其次針對磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的輸出控制策略進(jìn)行研究,通過推導(dǎo)負(fù)載端電壓公式,對影響負(fù)載端電壓的因素進(jìn)行分析,提出了通過對補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制與在拾取端直接進(jìn)行控制兩種控制策略。根據(jù)對補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的控制詳細(xì)介紹了基于模糊邏輯的電容陣列輸出控制策略,并在matlab搭建仿真模型,但此策略控制算法復(fù)雜,電容陣列體積龐大,調(diào)壓范圍有限,只適用于精度要求不高的場合,基于此設(shè)計(jì)了一種對拾取端進(jìn)行控制的基于boost變換器的輸出穩(wěn)壓控制策略。最后利用Matlab2010/Simulink仿真平臺(tái)搭建了拾取端穩(wěn)壓控制模型,針對系統(tǒng)負(fù)載參數(shù)投切、電路參數(shù)變化進(jìn)行仿真研究,確定該控制方法的可行性。
[Abstract]:In recent decades, wireless power transfer technology has attracted wide attention in the field of power transmission, and its application prospects are more and more extensive. In the radio energy transmission system, different characteristics of electrical equipment have different requirements for electrical energy. In order to improve the load capacity of the system, when the load is switched off, the coil distance changes. Usually, the output voltage of the system to the load is approximately constant. The output of the system is vulnerable to the influence of various external factors without taking any measures, and the voltage is unstable, which affects the quality of power supply. Reliable control strategy should be designed to provide reliable power for electrical equipment. Based on the principle of magnetically coupled resonant radio energy transmission, the calculation expressions of several important parameters in coil design are introduced briefly. The equivalent circuit model is analyzed and the advantages and disadvantages of four kinds of resonant compensation networks are compared. The different applications of S / S and S / P topologies are analyzed according to the compensation capacitance characteristics and efficiency expressions. Since the operating frequency of the system can generally reach MHZ, a novel frequency doubling inverter topology is designed to make the switching frequency multiple with the coil frequency. In order to realize the soft switching state of the inverter, The simulation model of frequency tracking based on 74HC4046 is built in PSpice. The switching frequency of inverter tracks the resonant frequency of the transmitting coil in real time and reaches the full resonant state. Secondly, the output control strategy of the magnetically coupled resonant radio transmission system is studied, and the factors affecting the load terminal voltage are analyzed by deducing the load terminal voltage formula. Two control strategies are proposed, which are control of compensation network and direct control of pick-up terminal. According to the control of compensation network, the output control strategy of capacitive array based on fuzzy logic is introduced in detail, and the simulation model is built in matlab. However, the control algorithm of this strategy is complex, the volume of capacitor array is huge, and the voltage regulation range is limited. It is only suitable for the situation where the precision requirement is not high. Based on this, an output voltage stabilizing control strategy based on boost converter is designed to control the pickup terminal. In the end, the steady voltage control model of pick-up end is built by using Matlab2010/Simulink simulation platform, and the feasibility of the control method is determined by simulating the load parameter switching and circuit parameter change.
【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】：2015
【分類號(hào)】：TM724

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本文編號(hào)：1914346