【摘要】：機(jī)電設(shè)備進(jìn)行水下探測活動(dòng)的關(guān)鍵是其與海底基站之間進(jìn)行電能傳輸和信息通訊的能力。水下非接觸式電能傳輸(CLPT)系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能在電源與負(fù)載之間無線傳輸,可以有效地解決水下機(jī)電設(shè)備電能傳輸問題。 非接觸式電能傳輸系統(tǒng)工作于諧振狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)有最大的傳輸效率。由于負(fù)載參數(shù)的不確定性,不同的負(fù)載將會引起系統(tǒng)固有諧振頻率的變化,導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸效率下降。另外,由于海水具有導(dǎo)電性,海水等效電容也將會對系統(tǒng)諧振頻率產(chǎn)生影響。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字化控制系統(tǒng)跟蹤C(jī)LPT系統(tǒng)諧振頻率,確保系統(tǒng)以最大效率傳輸電能。 本文用互感模型對電磁耦合器進(jìn)行建模,計(jì)算系統(tǒng)電路的阻抗特性。著重分析了感性負(fù)載和容性負(fù)載引起次級諧振頻率的變化,以及海水等效電容對系統(tǒng)諧振頻率的影響。據(jù)此提出了數(shù)字化控制方法,檢測次級回路電壓電流信號,通過控制初級逆變器開關(guān)的通斷,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)諧振頻率的跟蹤。 應(yīng)用Matlab/Simulink軟件,對數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果證明控制方法有效可行。并且根據(jù)理論計(jì)算和仿真結(jié)果,確定系統(tǒng)參數(shù)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路,利用電流感應(yīng)變壓器檢測次級電壓電流信號,通過射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從次級到初級的無線傳輸�；贔2812DSP處理器對系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),對次級相位差信號進(jìn)行采樣,通過一定的算法處理,輸出PWM控制信號,調(diào)整系統(tǒng)工作頻率,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)再次諧振。 最后對系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測試,次級回路電壓電流信號相位差接近零時(shí),DSP輸出穩(wěn)定的PWM控制信號。系統(tǒng)能夠在150kHz到190kHz頻率范圍內(nèi),以1.8kHz的步長,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)諧振頻率的跟蹤控制。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM724;P715.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2773045