發(fā)布時(shí)間：2020-10-31 18:28

　　 電能作為一種經(jīng)濟(jì)、清潔、易控和轉(zhuǎn)換的能量形態(tài),在人們的生產(chǎn)生活中具有極其重要的作用。而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高以及科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,電能傳統(tǒng)的有線傳輸方式所具有的諸多缺點(diǎn)制約著電能更加靈活、廣泛地應(yīng)用。無線電能傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其占地少、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、靈活便捷等應(yīng)用特點(diǎn)使其具有廣闊的發(fā)展前景。目前,該技術(shù)已逐漸應(yīng)用于消費(fèi)電子、家用電器、電動(dòng)交通、植入式醫(yī)療等領(lǐng)域。其中適用于電動(dòng)交通無線充電的磁耦合式無線電能傳輸技術(shù)發(fā)展最為迅猛,相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及示范性應(yīng)用正逐漸進(jìn)入人們的視野。本文就一種磁耦合式LCC-S型的無線電能傳輸系統(tǒng)傳輸特性及功率控制展開研究。本文首先從其基本分類及原理、車用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、理論及應(yīng)用現(xiàn)狀等方面歸納了目前無線電能傳輸技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。然后對(duì)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)等效電路的配置方式和輸入輸出特性進(jìn)行分析,并基于傳統(tǒng)的基本補(bǔ)償拓?fù)渑渲昧?LCC-S型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò);進(jìn)而對(duì)LCC-S型無線電能傳輸系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型,提出了其可穩(wěn)定運(yùn)行且具有應(yīng)用價(jià)值的多個(gè)工作模式,從逆變電流畸變、元件應(yīng)力、傳輸效率及功率、輸出增益等多個(gè)方面對(duì)各工作模式進(jìn)行對(duì)比分析。接著,考慮實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用要求建立了該系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化模型,并基于多目標(biāo)遺傳優(yōu)化算法搜尋工作模式運(yùn)行頻率,從優(yōu)化角度驗(yàn)證了所提出的具有應(yīng)用價(jià)值的工作模式;其次,考慮了實(shí)際系統(tǒng)補(bǔ)償元件參數(shù)漂移情況,對(duì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)遺傳優(yōu)化配置。進(jìn)而,設(shè)計(jì)了磁耦合式無線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并簡要介紹了硬件設(shè)計(jì)過程中所遇到的部分問題及解決方法;同時(shí),基于該實(shí)驗(yàn)樣機(jī)對(duì)LCC-S型無線電能傳輸系統(tǒng)各工作模式傳輸特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與理論和仿真分析結(jié)果基本吻合,并在磁諧振耦合模式下實(shí)現(xiàn)了發(fā)射線圈恒流、輸出恒壓的特性;此外,對(duì)于參數(shù)漂移情況下的系統(tǒng)運(yùn)行性能變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。最后,分析了無線電能傳輸系統(tǒng)功率控制的基本要求以及現(xiàn)有功率控制方式的優(yōu)缺點(diǎn),確定了采用接收側(cè)非隔離式四開關(guān)升降壓變換器的恒壓控制方案,并介紹了升降壓變換器硬件設(shè)計(jì)過程;基于該變換器進(jìn)行恒壓控制實(shí)驗(yàn),在負(fù)載及耦合條件變化、補(bǔ)償元件參數(shù)漂移等情況下實(shí)現(xiàn)了良好的控制性能。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM724
【部分圖文】：

高效率、遠(yuǎn)距離無線電能傳輸。目前，無線電能傳輸技術(shù)可根據(jù)其實(shí)現(xiàn)原理或能??量載體形式大致分為三類：電磁耦合式、電磁輻射式、機(jī)械波式，又可根據(jù)具體??實(shí)現(xiàn)方式細(xì)分為十種傳輸方式。如圖１－１所示：第一類電磁耦合式分為電場耦合??和磁場耦合，其中磁場耦合又分為磁感應(yīng)式、磁諧振式和磁動(dòng)力耦合式；第二類??輻射式分為微波傳輸、激光傳輸、ＷｉＦｉ傳輸、紅外光傳輸；第三類機(jī)械波式主??要是指超聲波無線傳輸。??無線電能傳輸技術(shù)??ｖ?＾??電磁耦合式１?ｆ?機(jī)械波式１?ｆ電磁輻射式＇??Ｖ?Ｖ?Ｖ?Ｖ?Ｖ??＼??電場耦合式１?ｆ磁場耦合式１??????＾?Ｊ?Ｖ??＼???＊＾?廣?士?１?｜ｃ＾?＾?＾?＾＾＞??＾?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｓ?Ｉ?＾?ＷｉＰｉ?＾??＾?ｍ?Ｓ?ｉ?２?浪?ｉ?ｉ?傳光??應(yīng)丨辰傳?Ｓ?２?＾?ｆｔ??４?４?式式合?於?輸輸?於??式式?ｍ?揃??圖１－１無線電能傳輸技術(shù)分類??２??

磁動(dòng)力耦合式（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ，?ＭＤＣ）無線電能傳輸是指利用??磁場間的相互作用，創(chuàng)建一個(gè)具有３６０度自由定向的“遠(yuǎn)程磁性齒輪”系統(tǒng)，如??圖１－２所示，其發(fā)射側(cè)產(chǎn)生主磁場使接收側(cè)磁體依次移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的接收側(cè)磁體產(chǎn)??生次級(jí)磁場引起附近線圈產(chǎn)生電流從而進(jìn)行能量的無線傳輸，接收側(cè)交流電流的??頻率對(duì)應(yīng)于耦合磁場的頻率。其技術(shù)特點(diǎn)：采用６０－４００ＨＺ的低頻技術(shù)，比基于??其他原理實(shí)現(xiàn)的無線充電高頻系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，??ＥＭＩ）少得多，產(chǎn)生的感應(yīng)熱也很少，電磁場輻射低于ＩＣＮＩＲＰ?（２０１０）限值，??可以透過水、金屬甚至人體組織安全地傳輸電能；該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)從幾ｐＷ到數(shù)十??ｋＷ的功率傳輸，其傳輸距離主要取決于主磁場和次級(jí)磁場之間磁耦合的強(qiáng)度，??可達(dá)幾十厘米；ＭＤＣ－ＷＰＴ技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高的傳輸效率，且對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)??之間的位置偏差有較高的容忍度Ｐ＾ＭＤＣ－ＷＰＴ作為一種新興的無線電能傳輸方??式，由加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)⑴ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｂｒｉｔｉｓｈ?Ｃｏｌｕｍｂｉａ，?ＵＢＣ）羅恩？懷??特海德（ＬｏｍｅＷｈｉｔｅｈｅａｄ）教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文＋????通的規(guī)劃中，未來的車用無線充電技術(shù)的適用場景將更加廣泛，將充電線圈埋設(shè)??在道路表面下從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車輛的動(dòng)態(tài)充電（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｃｈａｒｇｉｎｇ，??ＤＥＶＣ）。德國Ｃｏｎｄｕｃｔｉｘ－Ｗａｍｐｆｌｅｒ公司開發(fā)的感應(yīng)式動(dòng)力及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)ＩＰＴ??Ｒａｉｌ?（具有軌道式布置的初級(jí)線圈電纜，由Ｅ型集電器從軌道式電纜的多個(gè)側(cè)面??感應(yīng)拾取電能，該系統(tǒng)主要用于軌道式應(yīng)用）、ＩＰＴＦｌ〇〇ｒ（初級(jí)電纜嵌入在地面??下，由Ｆ型集電器從地下線纜感應(yīng)拾取電能，該系統(tǒng)主要用于地面運(yùn)行車輛，如??自動(dòng)化車間的ＡＧＶ小車）、ＩＰＴ?Ｃｈａｒｇｅ?（用于電動(dòng)車輛智能充電的自動(dòng)感應(yīng)耦??合充電系統(tǒng)），如圖〗－３所不。??
【參考文獻(xiàn)】

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3 劉寧;基于磁耦合諧振的無線電力傳輸系統(tǒng)特性研究[D];山東大學(xué);2014年

4 林列;一種升降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2864333