電動汽車既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。無線電能傳輸技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電源和負(fù)載的電氣隔離,具備安全可靠,用電靈活等優(yōu)點。將無線電能傳輸技術(shù)應(yīng)用到電動汽車上,便能使電動汽車能夠擺脫充電線纜的束縛。提出電動汽車無線充電新方案或者完善這方面的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和科學(xué)意義。目前,電動汽車無線充電技術(shù)在實際應(yīng)用中依然存在一些問題。比如當(dāng)電動汽車沒有停靠到位時,有可能讓系統(tǒng)的傳輸性能因為傳輸距離的改變或者諧振線圈之間的偏移而受到影響,甚至是系統(tǒng)功率或者效率的大幅下降。還比如當(dāng)充電系統(tǒng)處于過耦合情形時,因出現(xiàn)頻率分裂現(xiàn)象也會使系統(tǒng)功率或者效率發(fā)生下降。所以,本文針對上述問題,給出一種適用于兩線圈結(jié)構(gòu)SS型無線電能傳輸系統(tǒng)的頻率跟蹤調(diào)諧控制方法,用以改善無線充電系統(tǒng)的充電位置容偏性能。首先,本文分析了電動汽車的充電位置是通過改變耦合線圈的互感系數(shù)來影響無線電能傳輸系統(tǒng)性能的。接著,取了合適的耦合機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?以減小充電位置的變化對傳輸性能的影響。然后,在此基礎(chǔ)上建立了基于互感耦合理論的系統(tǒng)電路模型,并對系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行研究。研究在理論上論證了通過頻率跟蹤控制來改善充電位置容偏性能的可行性。于是,本文進(jìn)一步研究了...

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 電動汽車無線充電研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 電動汽車無線充電的研究熱點
        1.3.1 頻率失諧與頻率分裂
        1.3.2 頻率跟蹤調(diào)諧控制
        1.3.3 充電位置容偏性能
    1.4 論文主要研究的內(nèi)容
    1.5 本文結(jié)構(gòu)安排
    1.6 本章小結(jié)
2 諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的建模及其頻率特性研究
    2.1 電動汽車無線充電裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 無線電能傳輸系統(tǒng)建模
        2.2.1 磁耦合機(jī)構(gòu)的互感等效模型
        2.2.2 諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
        2.2.3 系統(tǒng)電路模型
    2.3 系統(tǒng)的頻率特性
        2.3.1 輸出功率的頻率特性
        2.3.2 傳輸效率的頻率特性
        2.3.3 阻抗角的頻率特性
    2.4 頻率特性特征點分布的相似性分析及其意義
        2.4.1 頻率特性的特征點分布
        2.4.2 特征點軌跡的比較
        2.4.3 系統(tǒng)在軌跡⑦上的功率效率及其穩(wěn)定性
    2.5 本章小結(jié)
3 頻率跟蹤方法研究及其仿真分析
    3.1 基于原邊零阻抗角的頻率跟蹤方法
        3.1.1 系統(tǒng)靜態(tài)工作頻點的追蹤
        3.1.2 系統(tǒng)動態(tài)工作頻點的追蹤
        3.1.3 系統(tǒng)實現(xiàn)基于原邊零阻抗角頻率跟蹤的流程
    3.2 基于最優(yōu)傳輸效率的頻率跟蹤方法
        3.2.1 基于最優(yōu)傳輸效率頻率跟蹤方法的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 基于黃金分割的尋優(yōu)算法原理及流程
        3.2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)基于最優(yōu)傳輸效率頻率跟蹤的完整流程
    3.3 兩種跟蹤方法的比較
        3.3.1 實現(xiàn)跟蹤的硬件平臺結(jié)構(gòu)
        3.3.2 兩種方法可預(yù)見的性能之比較
    3.4 跟蹤方法的電路仿真驗證分析
        3.4.1 基于Multisim的仿真電路模型搭建
        3.4.2 頻率跟蹤仿真驗證方法
        3.4.3 頻率跟蹤仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 頻率跟蹤式調(diào)諧控制系統(tǒng)研制
    4.1 頻率跟蹤式無線電能傳輸系統(tǒng)總體設(shè)計
    4.2 基于FPGA的頻率跟蹤控制電路設(shè)計
        4.2.1 控制電路設(shè)計思路
        4.2.2 系統(tǒng)劃分
        4.2.3 各模塊功能
        4.2.4 代碼實現(xiàn)
        4.2.5 仿真與綜合
        4.2.6 FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計
    4.3 驅(qū)動電路和電流檢測電路
        4.3.1 驅(qū)動電路
        4.3.2 電流檢測電路
    4.4 具有頻率跟蹤的無線電能傳輸測試平臺搭建
        4.4.1 逆變電路
        4.4.2 耦合機(jī)構(gòu)
        4.4.3 關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置
    4.5 本章小結(jié)
5 無線充電系統(tǒng)的容偏性能評估與性能測試
    5.1 充電位置容偏性能的評估方法
        5.1.1 基于限定充電位置偏移的容偏性能評估方法
        5.1.2 基于限定相對波動程度的容偏性能評估方法
    5.2 系統(tǒng)容偏性能測試
        5.2.1 徑向偏移測試
        5.2.2 水平偏移測試
        5.2.3 角度偏移測試
    5.3 系統(tǒng)頻率快速跟蹤能力測試
    5.4 系統(tǒng)全功率工作性能測試
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
附錄A 實驗結(jié)果原始數(shù)據(jù)表
附錄B 頻率跟蹤控制電路的主要設(shè)計代碼



本文編號：3810270