本文關(guān)鍵詞：磁耦合諧振式無線電能傳輸特性的研究

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【摘要】：無線電能傳輸技術(shù)避免了傳統(tǒng)有線電能傳輸技術(shù)的劣勢(shì),在醫(yī)療、工業(yè)、生活等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。磁耦合諧振式無線電能傳輸(Resonant Wireless Power Transfer, RWPT)作為一種新型的無線電能傳輸技術(shù)具有傳輸距離遠(yuǎn)、效率高等優(yōu)點(diǎn),目前很多國內(nèi)外研究學(xué)者就該技術(shù)展開了全面的研究。首先,本文針對(duì)RWPT技術(shù)的傳輸特性展開了相關(guān)研究。利用電路理論對(duì)RWPT系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模分析,根據(jù)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),本文給出了一種改進(jìn)型兩線圈制傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu),該改進(jìn)型結(jié)構(gòu)克服了其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)效率較低的缺點(diǎn),能夠在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)具有較高的傳輸效率。將改進(jìn)型兩線圈制傳輸系統(tǒng)推廣到三線圈制傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行建模分析,仿真得出改進(jìn)型三線圈制比傳統(tǒng)型三線圈制傳輸距離遠(yuǎn)、效率高。其次,本文通過仿真對(duì)比了各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的傳輸功率及傳輸效率隨負(fù)載和距離的變化,分析了各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。并對(duì)改進(jìn)型兩線圈制傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究,在不同傳輸距離和負(fù)載的條件下通過調(diào)節(jié)其匹配電容組可以獲得較高的傳輸效率。本文還對(duì)傳輸系統(tǒng)的方向性和多負(fù)載性進(jìn)行研究,重點(diǎn)分析了線圈位置的偏離引起傳輸效率的變化以及多負(fù)載結(jié)構(gòu)的情況下負(fù)載之間的耦合對(duì)傳輸效率的影響。最后,搭建了不同線圈制的基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)型結(jié)構(gòu)的RWPT傳輸系統(tǒng)的實(shí)物裝置,試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明了理論的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：無線電能傳輸 磁耦合諧振 傳輸特性 方向性 多負(fù)載性 改進(jìn)型結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 無線電能傳輸技術(shù)的分類及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 目前磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)闹饕芯績(jī)?nèi)容15-17
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容及其章節(jié)安排17-18
• 1.4.1 論文主要的研究?jī)?nèi)容17
• 1.4.2 論文章節(jié)安排17-18
• 第2章 磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)睦碚撆c建模18-36
• 2.1 RWPT系統(tǒng)的理論分析18-21
• 2.1.1 RWPT系統(tǒng)的構(gòu)成18-19
• 2.1.2 RWPT系統(tǒng)的工作原理與遵循的準(zhǔn)則和方程19-20
• 2.1.3 RWPT系統(tǒng)的諧振方式20-21
• 2.2 RWPT系統(tǒng)的電路模型21-24
• 2.2.1 RWPT系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的電路模型21-22
• 2.2.2 傳統(tǒng)型RWPT系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路模型22-23
• 2.2.3 改進(jìn)型RWPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電路模型23-24
• 2.2.4 多負(fù)載RWPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電路模型24
• 2.3 RWPT系統(tǒng)的建模分析24-35
• 2.3.1 RWPT系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的建模分析24-26
• 2.3.2 改進(jìn)型RWPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建模分析26-30
• 2.3.3 傳統(tǒng)型RWPT系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建模分析30-33
• 2.3.4 多負(fù)載RWPT系統(tǒng)的建模分析33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 磁耦合諧振式無線電能傳輸特性仿真分析36-54
• 3.1 頻率特性分析36-39
• 3.1.1 電壓增益隨頻率的變化37-38
• 3.1.2 傳輸功率隨頻率的變化38
• 3.1.3 傳輸效率隨頻率的變化38-39
• 3.2 距離特性分析39-45
• 3.2.1 兩線圈制基本結(jié)構(gòu)距離特性分析39-41
• 3.2.2 兩線圈制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)距離特性對(duì)比分析41-42
• 3.2.3 不同線圈制結(jié)構(gòu)距離特性對(duì)比分析42-45
• 3.3 負(fù)載特性分析45-49
• 3.3.1 兩線圈制基本結(jié)構(gòu)負(fù)載特性分析45-46
• 3.3.2 兩線圈制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)載特性對(duì)比分析46-47
• 3.3.3 不同線圈制結(jié)構(gòu)負(fù)載特性對(duì)比分析47-49
• 3.4 方向特性分析49-50
• 3.5 改進(jìn)型兩線圈制結(jié)構(gòu)傳輸系統(tǒng)特性分析50-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)54-64
• 4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)54
• 4.2 供電電源部分設(shè)計(jì)54-56
• 4.2.1 變壓器的選型55
• 4.2.2 整流橋電路設(shè)計(jì)55
• 4.2.3 直流電源設(shè)計(jì)55-56
• 4.3 高頻逆變電路設(shè)計(jì)56-60
• 4.3.1 MOS開關(guān)管選型及其驅(qū)動(dòng)電路56-59
• 4.3.2 H橋驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)59-60
• 4.4 諧振電路設(shè)計(jì)60-61
• 4.4.1 線圈設(shè)計(jì)60-61
• 4.4.2 諧振電容選擇61
• 4.5 高頻整流電路設(shè)計(jì)61-62
• 4.6 PCB布板62-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 第5章 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證64-74
• 5.1 傳輸系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試64-66
• 5.1.1 線圈電感值的測(cè)試64-65
• 5.1.2 匹配電容值的測(cè)試65-66
• 5.1.3 諧振電路諧振點(diǎn)的測(cè)試66
• 5.2 H橋驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)測(cè)試66-68
• 5.3 傳輸系統(tǒng)特性測(cè)試驗(yàn)證68-73
• 5.3.1 兩線圈制傳輸系統(tǒng)的特性驗(yàn)證68-71
• 5.3.2 三線圈制傳輸系統(tǒng)的特性驗(yàn)證71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄80

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本文編號(hào)：516965