無線電能傳輸相較于傳統(tǒng)的充電方式具有安全可靠、靈活性好、商業(yè)價值高等優(yōu)點,得到了越來越多的關注和研究,并取得了一系列的研究成果。在磁耦合諧振無線電能傳輸系統(tǒng)中,補償拓撲結構不但可以使電路達到諧振狀態(tài),還可以提高系統(tǒng)的傳輸性能。因此,本文針對補償拓撲結構進行研究。主要研究內容如下:本文首先介紹了三種無線電能傳輸方式以及現(xiàn)階段國內外對拓撲結構的研究現(xiàn)狀,建立了四種基本補償結構的數(shù)學模型,用電路理論進行分析。利用Matlab對常用的兩種基本補償結構仿真分析,結果表明,串聯(lián)-串聯(lián)補償結構和串聯(lián)-并聯(lián)補償結構在諧振狀態(tài)下傳輸性能較好,但在小負載電阻下系統(tǒng)輸出功率較低。發(fā)射端串聯(lián)諧振時,開關管會承受很大的電流應力,損壞設備。針對傳統(tǒng)基本補償結構存在的缺點,本文在基本拓撲結構的基礎上在發(fā)射端和接收端添加電容電感組成LCC型補償結構。利用Matlab仿真出系統(tǒng)傳輸性能與負載電阻和耦合系數(shù)之間的關系,分析不同負載電阻和耦合系數(shù)下頻率與LCC型補償結構的關系。通過PSIM軟件分析LCC型電路的恒流和恒壓特性,對五種補償結構的仿真結果進行對比分析,得出不同的復合補償結構的特點,結合系統(tǒng)經濟型、復雜性等選取L... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 無線電能傳輸方式
        1.2.1 微波式無線電能傳輸
        1.2.2 電磁感應式無線電能傳輸
        1.2.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸
        1.2.4 三種WPT技術對比
    1.3 MCR-WPT系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內容
第2章 MCR-WPT系統(tǒng)傳輸原理與基本補償拓撲結構分析
    2.1 MCR-WPT系統(tǒng)構成及工作原理
    2.2 基本補償拓撲結構分析
        2.2.1 基本補償結構等效電路
        2.2.2 基本補償結構數(shù)學模型分析
        2.2.3 基本補償拓撲結構對比分析
    2.3 SS與SP拓撲結構仿真對比分析
    2.4 本章小結
第3章 LCC型 MCR-WPT系統(tǒng)補償拓撲結構分析
    3.1 LCC型補償拓撲結構等效電路
        3.1.1 兩線圈結構等效電路圖
        3.1.2 三線圈結構等效電路圖
        3.1.3 四線圈結構等效電路圖
    3.2 LCC-S補償拓撲結構
        3.2.1 LCC-S補償拓撲結構建模分析
        3.2.2 LCC-S補償拓撲結構恒壓特性分析
        3.2.3 LCC-S補償拓撲結構仿真分析
    3.3 LCC-P補償拓撲結構
        3.3.1 LCC-P補償拓撲結構建模分析
        3.3.2 LCC-P補償拓撲結構恒流特性分析
        3.3.3 LCC-P補償拓撲結構仿真分析
    3.4 S-LCC補償拓撲結構
        3.4.1 S-LCC補償拓撲結構建模分析
        3.4.2 S-LCC補償拓撲結構恒壓特性分析
        3.4.3 S-LCC補償拓撲結構仿真分析
    3.5 P-LCC補償拓撲結構
        3.5.1 P-LCC補償拓撲結構建模分析
        3.5.2 P-LCC補償拓撲結構恒流特性分析
        3.5.3 P-LCC補償拓撲結構仿真分析
    3.6 LCC-LCC補償拓撲結構
        3.6.1 LCC-LCC補償拓撲結構建模分析
        3.6.2 LCC-LCC補償拓撲結構恒流特性分析
        3.6.3 LCC-LCC補償拓撲結構仿真分析
    3.7 五種拓撲結構仿真結果對比分析
    3.8 本章小結
第4章 MCR-WPT系統(tǒng)傳輸特性研究
    4.1 負載電阻特性分析
    4.2 耦合系數(shù)特性分析
    4.3 頻率分裂現(xiàn)象分析
    4.4 ZVS軟開關特性分析
    4.5 電壓增益特性分析
    4.6 耦合線圈參數(shù)特性分析
        4.6.1 耦合線圈類型的選取
        4.6.2 耦合線圈自感仿真
        4.6.3 線圈互感
        4.6.4 耦合線圈等效內阻
        4.6.5 耦合線圈高頻分布電容
        4.6.6 耦合線圈品質因數(shù)
        4.6.7 添加磁屏蔽對耦合線圈參數(shù)影響
    4.7 本章小結
第5章 無線電能傳輸系統(tǒng)的設計和實驗分析
    5.1 無線電能傳輸裝置電路的設計
        5.1.1 逆變電路設計
        5.1.2 驅動電路設計
        5.1.3 整流濾波電路設計
        5.1.4 耦合線圈的選取
        5.1.5 諧振補償電容的選取
    5.2 實驗結果分析
        5.2.1 工作頻率對系統(tǒng)傳輸性能的影響
        5.2.2 傳輸距離對系統(tǒng)傳輸性能的影響
        5.2.3 負載電阻對系統(tǒng)傳輸性能的影響
    5.3 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3150554