安全、可靠、便捷的電能傳輸方式一直是人類的追求目標。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)具備米級的傳輸距離以及較高的傳輸效率,為人類提供一種全新的電能傳輸方案。由于此技術(shù)很好地解決了傳統(tǒng)有線電能傳輸帶來的漏電、電火花、電氣接頭老化等問題,使得它在電動汽車、手機、生物醫(yī)療等領(lǐng)域應用具備諸多優(yōu)勢。目前國內(nèi)外市場上也相繼出現(xiàn)基于此技術(shù)的產(chǎn)品。本文以電動汽車充電為研究背景,根據(jù)磁耦合諧振式無線電能傳輸原理,搭建小型化無線充電平臺。通過對電動汽車充電特性進行分析,提出一種適用于電動汽車的無線充電變頻控制策略,使得系統(tǒng)具備較高的傳輸效率和實際應用能力。首先,本文根據(jù)諧振原理和等效電路理論,建立了串串型諧振式無線電能傳輸數(shù)學模型。給出了負載、補償電容以及耦合系數(shù)與系統(tǒng)效率、總阻抗相角、輸出電壓和輸出功率之間的數(shù)學關(guān)系。并分析了在強耦合時出現(xiàn)頻率分裂現(xiàn)象的原理,搭建了基于MATLAB的仿真模型。其次,根據(jù)無線充電系統(tǒng)總體設計要求。設計了一種硬件電路拓撲,其中包括電磁耦合機構(gòu)設計、補償電容選擇、電路板設計和無線通信方案。根據(jù)電動汽車電池充電特性曲線,采用兩塊DSP控制器,完成了系統(tǒng)控制策略設計和相關(guān)程序編寫工作... 

【文章來源】：安徽工業(yè)大學安徽省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微波式WPT結(jié)構(gòu)框圖

（2）電場耦合式WPT主要的原理是電容耦合效應。通過原副邊極板的電容耦合效應，產(chǎn)生交變電場使能量進行傳遞。其實質(zhì)也是電磁波的傳輸方式，與傳統(tǒng)的線圈式的區(qū)別就是將原副邊線圈替換成極板。圖1.2為電場耦合式WPT結(jié)構(gòu)框圖。圖1.2 電場耦合式WPT結(jié)構(gòu)框圖（3）電磁感應式WPT是最早應用于電器市場上一種WPT方式，各種無線充電的牙刷、手機、汽車和無尾電視等產(chǎn)品都以從實驗室走向市場。其中新西蘭奧克蘭大學鮑易斯教授研究團隊，不僅在理論分析上取得很大的成績，還將大功率感應式WPT多次應用到國外的相關(guān)領(lǐng)域上[7]。美國并為此制定了電動汽車無線充電標準——SAEJ.1773[8]。圖1.3為電磁感應式WPT結(jié)構(gòu)框圖。圖1.3 電磁感應式WPT結(jié)構(gòu)框圖（4）磁耦合諧振式WPT最早是麻省理工學院（MIT）的馬林·索爾賈�？耍∕arin Soljacic）所提出的理論，并引起各國科學家的廣泛關(guān)注。磁耦合諧振式WPT的理論主要是一個含有電感和電容的諧振系統(tǒng)中會存在一個固定的諧振頻率，當它們的處在相等的固有頻率下，兩個系統(tǒng)由于耦合諧振使電能傳遞到接收側(cè)。磁耦合諧振式WPT有效地提高了傳遞間距（米級），雖不及微波的傳輸距離，但其工作安全可靠，實用功率最大達到數(shù)十千瓦，效率最高達到百分之九十以上，是當前WPT重要的研究方向

電標準——SAEJ.1773[8]。圖1.3為電磁感應式WPT結(jié)構(gòu)框圖。圖1.3 電磁感應式WPT結(jié)構(gòu)框圖（4）磁耦合諧振式WPT最早是麻省理工學院（MIT）的馬林·索爾賈希克（Marin Soljacic）所提出的理論，并引起各國科學家的廣泛關(guān)注。磁耦合諧振式WPT的理論主要是一個含有電感和電容的諧振系統(tǒng)中會存在一個固定的諧振頻率，當它們的處在相等的固有頻率下，兩個系統(tǒng)由于耦合諧振使電能傳遞到接收側(cè)。磁耦合諧振式WPT有效地提高了傳遞間距（米級），雖不及微波的傳輸距離，但其工作安全可靠，實用功率最大達到數(shù)十千瓦，效率最高達到百分之九十以上，是當前WPT重要的研究方向，具有巨大的應用潛力[9]。圖1.4為磁耦合諧振式WPT結(jié)構(gòu)框圖。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]感應耦合電能傳輸系統(tǒng)能效特性的分析與優(yōu)化研究[D]. 夏晨陽.重慶大學 2010
[2]新型無接觸供電系統(tǒng)的研究[D]. 武瑛.中國科學院研究生院（電工研究所） 2004

碩士論文
[1]基于電磁耦合機構(gòu)的三線圈ICPT系統(tǒng)效率優(yōu)化研究[D]. 李云濤.重慶大學 2016
[2]基于全橋諧振變換器的非接觸電能傳輸系統(tǒng)基本特性研究[D]. 封阿明.南京航空航天大學 2011
[3]ICPT系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性分析及耦合傳輸功率研究[D]. 黃俊博.重慶大學 2010
[4]磁耦合諧振式無線能量傳輸功率特性研究[D]. 任立濤.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：3512348