感應(yīng)耦合電能傳輸（Inductively Coupled Power Transfer,ICPT）技術(shù)作為一種非接觸電能傳輸方式,因其適用范圍廣,應(yīng)用成本低,電能傳輸效率高,傳輸功率大等優(yōu)點(diǎn)而得到了各國(guó)研究人員的重視。傳統(tǒng)的長(zhǎng)導(dǎo)軌式移動(dòng)ICPT系統(tǒng)的原邊供電線圈很長(zhǎng),導(dǎo)致原邊供電線圈阻抗大,交流損耗嚴(yán)重,傳輸效率低,電磁泄漏問題嚴(yán)重,如果在移動(dòng)式ICPT系統(tǒng)中采用分段式供電的方法,只激勵(lì)需要供電的原邊線圈,其余線圈處于待機(jī)狀態(tài)則可以有效減少電能損耗和電磁輻射,提高能源利用率。但是,移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)前提是確定原邊線圈的接力供電順序,即確定負(fù)載位置,因此,確定負(fù)載的準(zhǔn)確位置從而對(duì)負(fù)載下方的原邊供電線圈進(jìn)行激勵(lì)以及進(jìn)行有效的子線圈切換控制對(duì)移動(dòng)式ICPT系統(tǒng)在大功率場(chǎng)合的應(yīng)用有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以軌道交通為應(yīng)用背景,在分析移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,主要從移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測(cè)和切換控制兩方面展開研究,首先闡述了ICPT系統(tǒng)的工作原理以及移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題。其次分析了移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的關(guān)... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

松耦合變壓器漏感等效模型

移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測(cè)和切換控制研究-20-Cp1Lp1LpCpLp2(a)TS型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(b)LCL型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)Cp1Lp1LpCpCp2Cp1Lp1LpCpLp3Lp2Lp4(c)πS型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(d)工型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)圖2.10混合型補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下面對(duì)LCL型補(bǔ)償拓?fù)溥M(jìn)行分析，圖2.11為L(zhǎng)CL型補(bǔ)償拓?fù)涞刃щ娐穲D，圖中，Lp1為原邊補(bǔ)償電感，Cp為原邊補(bǔ)償電容，Lp為松耦合變壓器原邊線圈，R為等效電阻。vin和v0分別為系統(tǒng)輸入電壓和輸出電壓，iin和iL分別為系統(tǒng)輸入電流和輸出電流。圖2.11LCL型補(bǔ)償拓?fù)涞刃щ娐穲D由電路原理可得LCL型補(bǔ)償拓?fù)涞妮斎胱杩篂椋?2nnnin02nn1j[(1)1](1)jQZLQ++=+(2.24)其中，ω0=(1/LC)1/2是系統(tǒng)諧振角頻率，ωn=ω/ω0是歸一化的諧振角頻率，Q=ω0L/R為品質(zhì)因數(shù)，λ=Lp1/Lp是電感之比。由此可得，LCL型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)輸出電流和電壓分別為：

移動(dòng)式ICPT分段供電系統(tǒng)的負(fù)載位置檢測(cè)和切換控制研究-22-由圖2.12可以看出，所設(shè)計(jì)的ICPT系統(tǒng)可變補(bǔ)償電路由串聯(lián)電感1L，串聯(lián)電容1C，并聯(lián)電容2C以及控制開關(guān)XL，XCS，XCP組成，通過控制開關(guān)XL，XCS，XCP的導(dǎo)通和關(guān)斷即可實(shí)現(xiàn)SS型，PS型和LCL型補(bǔ)償拓?fù)涞淖兓榱诉M(jìn)一步增加系統(tǒng)的可靠性，保證拾取線圈下方的供電線圈在需要時(shí)能可靠地激勵(lì)，在負(fù)載通過以后能可靠地?cái)嚅_供電，本文在設(shè)計(jì)可變補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了容錯(cuò)開關(guān)組，如圖2.13所示。該容錯(cuò)開關(guān)組包括Xrc1，Xrc2和Xrc3三個(gè)容錯(cuò)開關(guān)，其中，Xrc1和Xrc2處于常開狀態(tài)，Xrc3處于常閉狀態(tài)。當(dāng)分段線圈需要激勵(lì)時(shí)，開關(guān)Xrc1閉合，若開關(guān)Xrc1無(wú)法閉合時(shí)，關(guān)閉開關(guān)Xrc2，則分段線圈也可正常激勵(lì)；當(dāng)負(fù)載離開該激勵(lì)線圈，該線圈應(yīng)該斷開供電，即斷開閉合的開關(guān)Xrc1或者開關(guān)Xrc2，若開關(guān)Xrc1或者開關(guān)Xrc2無(wú)法斷開，導(dǎo)致激勵(lì)線圈無(wú)法正常停止供電，則可以斷開開關(guān)Xrc3，這樣該激勵(lì)線圈即可正常斷電。圖2.13具有容錯(cuò)開關(guān)保護(hù)的可變補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為了詳細(xì)地分析具有容錯(cuò)開關(guān)保護(hù)的可變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的ICPT系統(tǒng)，本文將該系統(tǒng)分成5個(gè)工作模態(tài)，以下進(jìn)行具體分析：模態(tài)1：負(fù)載接近分段供電子線圈，信號(hào)接收線圈接收到負(fù)載位置信息，容錯(cuò)開關(guān)Xrc1正常閉合，拾取線圈下方的供電線圈正常激勵(lì)，變拓?fù)淇刂崎_關(guān)XL，XCS和XCP均閉合。如圖2.14所示，此時(shí)原邊補(bǔ)償電感L1和補(bǔ)償電容C1被短路，該ICPT系統(tǒng)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為PS型，系統(tǒng)適用于輕載狀態(tài)。


本文編號(hào)：3243999