【摘要】：在ICPT供電系統(tǒng)中，不同特性的用電負(fù)載對其輸出電能的要求不同，負(fù)載的多樣性直接影響到ICPT系統(tǒng)的輸出功率的多變性。而在傳統(tǒng)的ICPT系統(tǒng)設(shè)計時，為了提升系統(tǒng)的輸出功率，往往通過提高ICPT系統(tǒng)的輸入電源的容量來實現(xiàn)，且在配置輸入電源的伏安容量時，均只考慮其最大功率需求，沒有考慮到一些應(yīng)用場合的特殊性，例如在線導(dǎo)軌電車在爬坡、加速階段其輸出功率相對于穩(wěn)定運行階段功率需求變化較大，能否為ICPT供電系統(tǒng)設(shè)計一種儲能裝置，能夠滿足其較大功率時的需求，而在常規(guī)穩(wěn)定運行系統(tǒng)中，對ICPT系統(tǒng)采用傳統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)供電，，這樣既滿足了ICPT系統(tǒng)輸出功率的多樣性要求，提升ICPT系統(tǒng)輸出功率，且能夠盡量減小ICPT系統(tǒng)輸入電源容量，因此研究一種基于超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)功率提升方案是十分必要的。 本文以超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)為研究對象，主要工作包括以下幾點： ①提出一種新型的基于超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)功率提升模式，并針對該系統(tǒng)的設(shè)計，從超級電容的配置及連接方式，雙向DC-DC變換器的選型，ICPT系統(tǒng)中的逆變網(wǎng)絡(luò)、諧振網(wǎng)絡(luò)的選型等方面進(jìn)行了分析研究，并根據(jù)的需求設(shè)計出適合基于超級電容儲能ICPT供電系統(tǒng)的相關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 ②針對本文提出的基于超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)，詳細(xì)分析其在輕載、重載兩種工作模式下的原理，設(shè)計了不同工作模式下的能量流動方案，并利用阻抗分析方法，對該系統(tǒng)的超級電容建模、雙向DC-DC變換器的建模及相關(guān)性能分析。此外，結(jié)合ICPT系統(tǒng)解析出負(fù)載大小、工作時間、超級電容初始端電壓、充放電電流大小的關(guān)系，為系統(tǒng)相關(guān)控制策略提供依據(jù)。 ③為了實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行及功率提升的效果，對基于超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)控制策略研究。其中對超級電容實行先恒流后恒壓的充電方法，通過單周期控制策略實現(xiàn)對雙向DC-DC變換器的BUCK、BOOST兩種工作模態(tài)下的控制，并綜合分段控制與Bang-Bang控制設(shè)計出相應(yīng)算法，實現(xiàn)ICPT系統(tǒng)的移相穩(wěn)壓輸出控制，此外，還給出系統(tǒng)的總體控制策略及能量管理控制策略。 ④搭建了仿真及硬件實驗平臺，通過仿真和實驗驗證了本文的相關(guān)控制策略的可行性及有效性，并在直流電源最大輸出功率在150W的前提下，實現(xiàn)了ICPT系統(tǒng)170W的輸出功率，進(jìn)而驗證了基于超級電容儲能的ICPT系統(tǒng)功率提升策略的有效性。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2571110