發(fā)布時間：2017-08-19 04:09

  本文關(guān)鍵詞：感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)頻率分叉現(xiàn)象研究

  更多相關(guān)文章： 感應(yīng)耦合能量傳輸 松耦合變壓器 電容補償 頻率分叉現(xiàn)象

【摘要】：感應(yīng)耦合能量傳輸作為一種典型的無線電能傳輸技術(shù),通過兩線圈之間的電磁感應(yīng)將電能從電源端傳輸?shù)接秒娫O(shè)備,近年來逐漸成為國內(nèi)外科研機構(gòu)和企業(yè)的研究熱點。感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)中松耦合變壓器原邊和副邊線圈之間不存在導(dǎo)線連接,實現(xiàn)了電氣隔離和物理隔離,避免了機械磨損、高壓觸電等隱患,且不受外部惡劣環(huán)境的影響,所以在電動汽車無線充電方面有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文首先綜述了無線電能傳輸技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢、感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)的基本原理以及頻率分叉現(xiàn)象的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 接下來,本文對感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)中頻率分叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行了分析。本文著重分析了系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件——松耦合變壓器的互感等效模型和等效電路。由于松耦合變壓器不同于普通的緊耦合變壓器,原邊和副邊線圈漏感較大,為了提高系統(tǒng)的功率傳輸能力,本文對松耦合變壓器原邊和副邊的電容補償電路進行了對比研究,進而得出了本文采用的原邊串聯(lián)補償電容、副邊并聯(lián)補償電容的電路拓撲。 但加入補償電容派生了一個問題,系統(tǒng)呈現(xiàn)更加復(fù)雜的高階特性,即獨有的頻率分叉現(xiàn)象。本文從系統(tǒng)阻抗角入手,深入分析了頻率分叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,重點討論了頻率分叉臨界條件中副邊品質(zhì)因數(shù)和松耦合變壓器耦合系數(shù)的關(guān)系；并分別在副邊品質(zhì)因數(shù)、松耦合變壓器耦合系數(shù)及系統(tǒng)工作頻率固定的條件下分析了頻率分叉現(xiàn)象對輸出電壓增益的影響。 最后,在上述理論分析基礎(chǔ)上,結(jié)合工程設(shè)計要求,搭建了感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)頻率分叉現(xiàn)象的研究實驗平臺。本文給出了電路原理圖、主要器件選型、松耦合變壓器的設(shè)計和測試結(jié)果。通過Matlb/Simulink仿真分析和實驗平臺測試,本文著重對感應(yīng)耦合能量傳輸系統(tǒng)中頻率分叉現(xiàn)象進行了對比研究,為未來工程應(yīng)用感應(yīng)耦合能量傳輸技術(shù)提供了技術(shù)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)耦合能量傳輸 松耦合變壓器 電容補償 頻率分叉現(xiàn)象
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11
• 1.2 感應(yīng)耦合能量傳輸?shù)幕驹砗完P(guān)鍵技術(shù)11-13
• 1.3 頻率分叉現(xiàn)象的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題研究的意義和內(nèi)容14-17
• 1.4.1 課題研究的意義14
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容14-17
• 第2章 頻率分叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及條件17-35
• 2.1 基本電路拓撲結(jié)構(gòu)和相關(guān)物理量17-22
• 2.1.1 松耦合變壓器的互感等效電路18-19
• 2.1.2 副邊電路的交流等效電路19-20
• 2.1.3 副邊電路的反映阻抗20-21
• 2.1.4 原邊電路的有功功率和視在功率21-22
• 2.2 電容補償電路22-28
• 2.2.1 松耦合變壓器副邊并聯(lián)補償電容24-26
• 2.2.2 松耦合變壓器原邊串聯(lián)補償電容26-28
• 2.3 頻率分叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因28-30
• 2.4 頻率分叉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第3章 頻率分叉現(xiàn)象對系統(tǒng)的影響分析35-51
• 3.1 頻率分叉現(xiàn)象對變頻系統(tǒng)的影響35-39
• 3.1.1 副邊品質(zhì)因數(shù)和工作頻率對輸出電壓增益的影響35-37
• 3.1.2 松耦合變壓器耦合系數(shù)和工作頻率對輸出電壓增益的影響37-39
• 3.2 頻率分叉現(xiàn)象對定頻系統(tǒng)的影響39-42
• 3.3 仿真驗證42-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第4章 頻率分叉現(xiàn)象研究實驗平臺51-67
• 4.1 原理圖設(shè)計51-53
• 4.1.1 主電路原理圖設(shè)計51-52
• 4.1.2 驅(qū)動電路原理圖設(shè)計52
• 4.1.3 保護電路原理圖設(shè)計52-53
• 4.2 主要器件選選型53-59
• 4.2.1 輸入側(cè)整流橋選型53-54
• 4.2.2 功率開關(guān)管選型54
• 4.2.3 輸出側(cè)整流二極管選型54-55
• 4.2.4 控制芯片選型55
• 4.2.5 松耦合變壓器設(shè)計55-59
• 4.3 軟件設(shè)計59-66
• 4.3.1 DSP軟件設(shè)計59-65
• 4.3.2 CPLD軟件設(shè)計65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第5章 系統(tǒng)實驗及測試67-81
• 5.1 松耦合變壓器測試67-73
• 5.1.1 兩參數(shù)測試法67-68
• 5.1.2 四參數(shù)測試法68-69
• 5.1.3 測試結(jié)果及分析69-73
• 5.2 實驗分析73-80
• 5.2.1 補償電容和工作頻率對電壓、電流波形的影響73-75
• 5.2.2 副邊品質(zhì)因數(shù)和工作頻率對系統(tǒng)輸出電壓增益和效率的影響75-76
• 5.2.3 耦合系數(shù)和工作頻率對系統(tǒng)輸出電壓增益和效率的影響76-78
• 52.4 頻率分叉現(xiàn)象對定頻系統(tǒng)的影響78-80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 第6章 結(jié)論和展望81-83
• 6.1 結(jié)論81
• 6.2 展望81-83
• 參考文獻83-87
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

【參考文獻】

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本文編號：698560