本文關(guān)鍵詞：基于磁能恢復開關(guān)補償?shù)碾妱悠嚐o線充電系統(tǒng)研究　出處：《華南理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的興起,無線電能傳輸技術(shù)也受到了越來越多人們的關(guān)注。對于電動汽車,無線電能傳輸不僅體現(xiàn)在其經(jīng)濟性、安全性和便利性;更重要地,無線電能傳輸是汽車智能化過程中的一個重要環(huán)節(jié),是未來汽車的一部分。然而,在現(xiàn)實的無線充電場景中,當不同的電動汽車停在充電線圈上方時,其對應的等效負載值是不同的。針對上述問題的不足,本文以磁能恢復開關(guān)(MERS)為研究對象,在選擇串聯(lián)-串聯(lián)補償拓撲的前提下,利用最大效率-最優(yōu)負載的雙閉環(huán)控制,對系統(tǒng)的負載能實時進行匹配,實現(xiàn)了最優(yōu)負載匹配的功能。本文首先闡述了無線充電的背景和意義,對無線充電的技術(shù)類型、技術(shù)現(xiàn)狀進行了比較,并分析了該技術(shù)存在的主要問題,針對其中的負載和頻率雙重匹配問題,提出了本文的研究內(nèi)容。第二,建立了基于磁能恢復開關(guān)補償?shù)臒o線充電系統(tǒng)數(shù)學模型,分析了MERS電路結(jié)構(gòu)、工作原理及控制參數(shù),并闡述了其對應控制參數(shù)下的模型。比較了四種基本的補償拓撲,數(shù)學上論證了串聯(lián)-串聯(lián)諧振補償更適合大功率的無線電能傳輸,推導出系統(tǒng)的最優(yōu)負載及對應的最大效率,并將MERS電路引入到最終的串聯(lián)-串聯(lián)諧振補償拓撲中。第三,在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中,首先采用移相控制,設(shè)計了全橋100 KHZ逆變器;在全橋逆變器之后,串接有含MERS的串聯(lián)-串聯(lián)補償拓撲;為了方便對畸變的電壓電流相位檢測,提出了一種鎖相環(huán)算法;分析和比較了最大效率傳輸和最大功率傳輸?shù)漠愅c,并針對最大效率傳輸,引入了最大效率外環(huán),最優(yōu)負載內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,設(shè)計了相應的系統(tǒng)控制器。第四,利用MATLAB和PSIM,對上述各部分的數(shù)學模型和控制系統(tǒng)進行了仿真分析,驗證了所提出拓撲和控制方案的可行性;并利用COMSOL對線圈的結(jié)構(gòu)和設(shè)計的分離變壓器進行了磁場仿真。第五,制作了一臺100W的實驗樣機,通過樣機調(diào)試和運行,理論上驗證了所提出方案的負載匹配和效率匹配性能。最后,根據(jù)上述研究內(nèi)容,對本課題的主要工作進行了總結(jié),得出本文的結(jié)論,并對未來的工作提出展望。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;TM910.6

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