發(fā)布時(shí)間：2021-01-18 07:41

　　磁耦合諧振式無線電能傳輸（Wireless Power Transmission,簡(jiǎn)稱WPT）系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離高效傳輸?shù)奶攸c(diǎn),因此成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。當(dāng)處于過耦合狀態(tài)時(shí),磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)發(fā)生頻率分裂,即輸出功率出現(xiàn)多個(gè)極值點(diǎn),且輸出功率在固有諧振頻率處大幅下降為極小值的現(xiàn)象。此時(shí)功效最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)頻率不一致,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)為系統(tǒng)輸出性能下降。因此,為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能,需要削弱頻率分裂帶來的不利影響。目前消除頻率分裂的不利影響的控制方法主要有:機(jī)械調(diào)節(jié)耦合系數(shù)、頻率跟蹤、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償調(diào)諧。以上的控制方式無法同時(shí)兼顧系統(tǒng)功效和控制系統(tǒng)的復(fù)雜度。因此,本文以實(shí)際功效一致的要求為目標(biāo),采用原邊控制的方法,實(shí)現(xiàn)功率和效率的同步提升。本文基于串串型磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)的頻率分裂特性的研究,分析影響頻率分裂的因素,從而推導(dǎo)出各因素的求解公式。針對(duì)串串型磁耦合諧振式WPT系統(tǒng)的特點(diǎn),對(duì)影響因素進(jìn)行尋優(yōu)求解。當(dāng)影響因素變化導(dǎo)致頻率分裂時(shí),為了避免原副邊通訊,本文采用原邊控制方法,在消除頻率分裂的不利影響的同時(shí)實(shí)現(xiàn)效率的提升。該控制方法通過在高頻逆變前加入Boost電路進(jìn)行輸出功率的控制,并對(duì)全橋逆變... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

輸出功率與工作頻率的關(guān)系

2磁耦合諧振WPT串串式系統(tǒng)分析900Q（2-16）其中，Q為品質(zhì)因數(shù)，如式（2-17）所示。CRRLQ001（2-17）將耦合因數(shù)δ和失諧因子ξ代入式（2-12）中，可以得出耦合因數(shù)與輸出功率的表達(dá)式如式（2-18）所示。LPLRjVP222221（2-18）進(jìn)而可以推導(dǎo)出系統(tǒng)歸一化功率，如式（2-19）所示。22222max4414LLPP（2-19）圖2-5為歸一化功率關(guān)于耦合因數(shù)和失諧因子的曲面圖。從圖中我們可以看出，在δ≤1（欠耦合和臨近耦合）處，系統(tǒng)在失諧因子ξ=0（系統(tǒng)原諧振點(diǎn)）處功率為唯一的極大值，此時(shí)系統(tǒng)未發(fā)生頻率分裂；在δ＞1（過耦合）時(shí)，輸出功率存在2個(gè)極大值和1個(gè)極小值，輸出功率在失諧因子ξ=0處功率為極小值，在偏移諧振點(diǎn)處輸出功率為極大值，系統(tǒng)發(fā)生頻率分裂。圖2-5歸一化功率與耦合因數(shù)及失諧因子的關(guān)系圖Fig.2-5Normalizedactivepowerasafunctionofcouplingfactorandmismatchfactor如圖2-6所示為系統(tǒng)傳輸效率關(guān)于失諧因子和耦合因數(shù)的曲面圖。如圖2-6所示，效率不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)極值的現(xiàn)象。效率一直在自然諧振頻率點(diǎn)達(dá)到極大值。圖2-6效率的頻率響應(yīng)曲線Fig2-6Frequencyresponsecurveofefficiencyαη

2磁耦合諧振WPT串串式系統(tǒng)分析900Q（2-16）其中，Q為品質(zhì)因數(shù)，如式（2-17）所示。CRRLQ001（2-17）將耦合因數(shù)δ和失諧因子ξ代入式（2-12）中，可以得出耦合因數(shù)與輸出功率的表達(dá)式如式（2-18）所示。LPLRjVP222221（2-18）進(jìn)而可以推導(dǎo)出系統(tǒng)歸一化功率，如式（2-19）所示。22222max4414LLPP（2-19）圖2-5為歸一化功率關(guān)于耦合因數(shù)和失諧因子的曲面圖。從圖中我們可以看出，在δ≤1（欠耦合和臨近耦合）處，系統(tǒng)在失諧因子ξ=0（系統(tǒng)原諧振點(diǎn)）處功率為唯一的極大值，此時(shí)系統(tǒng)未發(fā)生頻率分裂；在δ＞1（過耦合）時(shí)，輸出功率存在2個(gè)極大值和1個(gè)極小值，輸出功率在失諧因子ξ=0處功率為極小值，在偏移諧振點(diǎn)處輸出功率為極大值，系統(tǒng)發(fā)生頻率分裂。圖2-5歸一化功率與耦合因數(shù)及失諧因子的關(guān)系圖Fig.2-5Normalizedactivepowerasafunctionofcouplingfactorandmismatchfactor如圖2-6所示為系統(tǒng)傳輸效率關(guān)于失諧因子和耦合因數(shù)的曲面圖。如圖2-6所示，效率不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)極值的現(xiàn)象。效率一直在自然諧振頻率點(diǎn)達(dá)到極大值。圖2-6效率的頻率響應(yīng)曲線Fig2-6Frequencyresponsecurveofefficiencyαη


本文編號(hào)：2984562