動(dòng)態(tài)無(wú)線供電技術(shù)使得電動(dòng)汽車擺脫了停車充電的束縛,解決了續(xù)航里程不足這一瓶頸問(wèn)題。無(wú)線供電系統(tǒng)中,耦合機(jī)構(gòu)是能量傳輸?shù)臉蛄?直接決定了系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。因此,設(shè)計(jì)新型的耦合機(jī)構(gòu)并提出合理的設(shè)計(jì)方法成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn),與此同時(shí),耦合機(jī)構(gòu)的電磁安全性也是當(dāng)前亟待解決的重要問(wèn)題。本文圍繞車輛動(dòng)態(tài)無(wú)線供電三相耦合機(jī)構(gòu)展開(kāi)研究,主要工作如下:首先,為了解決傳統(tǒng)單相耦合機(jī)構(gòu)輸出功率脈動(dòng)大的缺點(diǎn),提出了一種新型的三相I型耦合機(jī)構(gòu)。理論分析了該結(jié)構(gòu)的工作原理,并仿真研究了結(jié)構(gòu)中繞線方式、磁芯結(jié)構(gòu)等對(duì)系統(tǒng)性能的影響。同時(shí),基于交流阻抗模型,分析了適用于該耦合機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。其次,對(duì)耦合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。提出了一套系統(tǒng)的三相Ⅰ型耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,解決了現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法中需要反復(fù)進(jìn)行迭代的問(wèn)題,減少了設(shè)計(jì)工作量�；谠撛O(shè)計(jì)方法,給出了三相I型耦合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例,并進(jìn)行了仿真校驗(yàn),結(jié)果表明,設(shè)計(jì)完成的耦合機(jī)構(gòu)可以很好的滿足無(wú)線供電系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。再次,對(duì)耦合機(jī)構(gòu)的電磁安全性進(jìn)行了研究。揭示了無(wú)線供電耦合機(jī)構(gòu)在自由空間中的電磁分布規(guī)律,通過(guò)有限元仿真的方法研究了導(dǎo)電金屬材料和導(dǎo)磁材料的屏蔽損耗、屏蔽效能及其對(duì)系統(tǒng)性能的影響,分析了車身底盤(pán)對(duì)耦合機(jī)構(gòu)電磁安全性的影響,為耦合機(jī)構(gòu)的電磁屏蔽設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。最后,搭建了功率等級(jí)為60kW的三相Ⅰ型耦合機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新型耦合機(jī)構(gòu)可有效實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸,具有動(dòng)態(tài)充電過(guò)程中輸出功率穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),驗(yàn)證了本文對(duì)三相Ⅰ型耦合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特性和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的分析,同時(shí)證明了本文提出的設(shè)計(jì)方法具有可行性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM724
【部分圖文】：

屏蔽損耗大，如圖1-1（a）所示；單面型結(jié)構(gòu)的主磁場(chǎng)分布在發(fā)射線圈的一側(cè)，另一面只有漏磁場(chǎng)分布，耦合系數(shù)高，電磁兼容性好，如圖 1-1（b）所示。a)雙面型結(jié)構(gòu) b)單面型結(jié)構(gòu)圖 1-1 兩種類型的耦合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖而依據(jù)發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)又可以分為基本型和組合型兩種結(jié)構(gòu)，基本型結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈采用的是矩形、圓形、多邊形等基本線圈結(jié)構(gòu)，而組合型結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈則采用多個(gè)基本線圈的組合，提高了其側(cè)移適應(yīng)能力。目前已有的靜態(tài)耦合機(jī)構(gòu)主要可以分為單面基本型、單面組合型和雙面基本型三類結(jié)構(gòu)。基于上述分類方式，本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)關(guān)于靜態(tài)耦合機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，具體如表 1-1 所示[1-12]。表 1-1 靜態(tài)耦合機(jī)構(gòu)的總體研究現(xiàn)狀類別 名稱 耦合機(jī)構(gòu) 指標(biāo) 機(jī)構(gòu) 時(shí)間單面基本型結(jié)構(gòu)CP 線圈耦合機(jī)構(gòu)功率=5kW傳輸距離=20cm奧克蘭大學(xué) 2011 年單面組合型結(jié)構(gòu)DD 線圈耦合機(jī)構(gòu)功率=2kW傳輸距離=20cm奧克蘭大學(xué)2011~2015 年單面組合型結(jié)構(gòu)BPP 線圈耦合機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中傳輸距離=20cm=1600SUP VA奧?

傳輸效率=74%五代 OLEV功率=22kW傳輸距離=20cm傳輸效率=91%KAIS六代 OLEV 功率=3.3kW傳輸距離=10~30cmKAISd、q 發(fā)射導(dǎo)軌耦合機(jī)構(gòu)傳輸距離=15cm輸出功率波動(dòng) 11%KAIS究機(jī)構(gòu)對(duì)于動(dòng)態(tài)導(dǎo)軌式耦合機(jī)構(gòu)的研究具體如下。垂直行車方向型耦合機(jī)構(gòu)eigo Ukita 等人在 2015 年提出了一種應(yīng)用于軌道交通無(wú)19]，如圖 1-2 所示。發(fā)射、接收線圈均采用“8”字型結(jié)出功率為 38.7kW，且效率達(dá)到了 73%。相比于長(zhǎng)直線圈結(jié)構(gòu)的發(fā)射導(dǎo)軌產(chǎn)生的漏磁小，能夠降低鐵軌中產(chǎn)生

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2835306