LCC型磁耦合谐振式无线供电传输系统的研究

发布时间：2017-10-13 16:00

  本文关键词：LCC型磁耦合谐振式无线供电传输系统的研究

  更多相关文章： 无线电力传输 磁耦合谐振 耦合模理论 LCC 恒流源

【摘要】：近年来随着社会不断向前发展、科技的进步,无线电力传输(Wireless Power Transmission,WPT)技术受到了国内外学者们广泛的关注与研究。在主要的三种无线电力传输技术中,磁耦合谐振式无线电力传输技术因为具有以下几个优点:传输距离中等、传输效率较高、无辐射、对周围环境影响较小、易于实用等,成为了国内外又一研究热点。虽然现已有诸多相关的理论研究成果,但距离实用化尚有很多问题亟待解决,比如传输距离不够远、系统的输出受负载的影响较大、传输效率不高等。而对于一次侧含有LCC(电感-电容-电容)复合结构,具有一定稳流输出的磁耦合谐振式WPT系统目前尚未有较为全面的研究成果。本文主要针对LCC型磁耦合谐振式WPT电路的恒流源输出特性进行相应的研究,对于促进磁耦合谐振式无线电力传输系统的进一步普及应用具有一定的理论意义。本文首先介绍了无线电力传输技术的概念,简单概括了该技术的应用前景,对比分析了三种主要的无线电力传输技术,对磁耦合谐振式无线电力传输技术的国内外发展现状进行总结。通过耦合模理论详细分析了该技术的内在工作原理,然后以耦合互感为基础建立系统的电路模型,并详细分析了三个主要影响因素:谐振频率、传输距离、负载对系统传输性能的影响。接着对LCC型磁耦合谐振式WPT电路进行详细的分析,得到相应的输入、输出特性,并运用PSIM软件对该电路进行仿真,仿真结果表明当负载在一定范围内改变时,可把该电路的输出当做恒流源看待,而发射线圈中的电流基本不受负载的影响。最后,设计了LCC型磁耦合谐振式WPT实验系统,并进行了相应的实验,实验结果表明了此电路设计的正确性。
【关键词】：无线电力传输 磁耦合谐振 耦合模理论 LCC 恒流源
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM724
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题背景与研究意义9-10
• 1.2 无线电力传输技术简介与分类10-14
• 1.2.1 电磁感应式11
• 1.2.2 磁耦合共振式11-12
• 1.2.3 辐射式12-13
• 1.2.4 常见WPT技术对比13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.3.1 国外研究现状14-16
• 1.3.2 国内研究现状16-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 磁耦合谐振式WPT系统原理分析18-35
• 2.1 磁耦合谐振式WPT系统的组成18
• 2.2 磁耦合谐振式WPT技术基本理论18-20
• 2.2.1 磁耦合谐振简介18-19
• 2.2.2 耦合模理论19-20
• 2.3 基于CMT的磁耦合谐振式WPT系统模型与分析20-28
• 2.3.1 LC谐振电路分析20-22
• 2.3.2 无损耗LC振荡耦合电路分析22-24
• 2.3.3 有损LC振荡耗耦合电路分析24-27
• 2.3.4 基于CMT的磁耦合谐振式无线电力传输系统的效率27-28
• 2.4 基于电路理论的磁耦合谐振式WPT系统模型与分析28-34
• 2.4.1 串联-串联（S-S）拓扑结构分析29-30
• 2.4.2 串联-串联拓扑结构传输性能分析30-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 LCC型磁耦合谐振式WPT电路的输入输出特性35-54
• 3.1 LCC谐振变换器的特点35
• 3.2 LCC型WPT的电路组成35-36
• 3.3 工作原理分析36-40
• 3.3.1 接收端电路分析37-38
• 3.3.2 发射端电路分析38-40
• 3.4 系统传输性能与仿真分析40-53
• 3.4.1 负载的功率40-42
• 3.4.2 负载与耦合系数对系统的输出功率的影响42-44
• 3.4.3 系统仿真分析44-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 LCC型磁耦合谐振式WPT电路的设计54-62
• 4.1 系统的硬件结构54
• 4.2 逆变电路设计54-58
• 4.2.1 逆变电路的选取54-56
• 4.2.2 功率开关管的选择56
• 4.2.3 驱动电路的设计56-58
• 4.2.4 控制电路的设计58
• 4.3 线圈的设计58-61
• 4.3.1 线圈的电感与内阻59
• 4.3.2 线圈的分布电容59-60
• 4.3.3 线圈间的互感与耦合系数60-61
• 4.4 接收电路的设计61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 系统实验与分析62-69
• 5.1 实验平台搭建62-64
• 5.2 系统传输性能分析64-68
• 5.2.1 工作频率对系统传输性能的影响64-65
• 5.2.2 传输距离对系统传输性能的影响65-67
• 5.2.3 负载对系统传输性能的影响67-68
• 5.3 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 K.E.B.Thornton;葛楚鑫;;新型光激励谐振式压力传感器[J];国外计量;1989年04期

2 李平;;谐振式无线输电的可行性研究[J];广西师范学院学报(自然科学版);2009年01期

3 郑越;黄付刚;张代润;石晓丽;;一种谐振式DC/DC变换器的设计与研究[J];电力电子技术;2007年10期

4 张建辉;徐鹏飞;马可贞;薛晨阳;张文栋;闫树斌;;谐振式陀螺检测信号调制技术研究[J];传感技术学报;2013年07期

5 樊尚春;杨军;肖志敏;蔡晨光;;硅谐振式微传感器开环特性测试与数据处理[J];宇航学报;2006年05期

6 施克仁,郭寓岷,孙涤清,吴敏生,康清生;大功率IGBT谐振式中频逆变电源的研制[J];电工技术杂志;1996年02期

7 王兆强;刘海利;徐天柱;陈加浪;黄震宇;;谐振式压电叠堆的高效换能结构研究[J];振动与冲击;2011年12期

8 王锋;谐振式汽车悬挂测试系统的分析[J];淮阴工学院学报;2003年03期

9 张震宇,卢霞;开关电源中谐振式变换器研究[J];兰州石化职业技术学院学报;2005年02期

10 周迅;俞小莉;;谐振式曲轴疲劳试验误差分析及载荷标定方法[J];农业机械学报;2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 秦廷楷;王亚石;李哨华;;谐振式波导—同轴线转换器[A];1995年全国微波会议论文集（上册）[C];1995年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 青海 陈宪和;也谈谐振式滤波器谐振电容的选取[N];电子报;2005年

2 河北 刘瑞玺;谐振式滤波器谐电容的选取[N];电子报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 李中启;磁耦合谐振式无线电能传输系统效率分析与优化[D];湖南大学;2016年

2 何晓阳;微波频段非谐振式Metamaterial结构及其应用的研究[D];清华大学;2011年

3 唐雄民;大功率串联负载谐振式臭氧发生器供电电源的研究[D];湖南大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 俞亦茂;基于掩膜—无掩膜腐蚀的硅微谐振式加速度计关键工艺研究[D];中国计量学院;2015年

2 陈思语;一种谐振式无线电能传输系统的研究[D];中国计量学院;2015年

3 吴二雷;基于磁耦合谐振式无线供电系统的研究与设计[D];东北大学;2014年

4 达霆;磁耦合谐振式无线传能实验系统设计与传输特性研究[D];华中科技大学;2014年

5 何亚伟;磁耦合谐振式无线电能与信号同步传输方法研究[D];天津工业大学;2016年

6 谢民灿;谐振式无线电能传输装置的系统分析与设计[D];华南理工大学;2016年

7 漆志婉;谐振式油品检测系统设计[D];南京理工大学;2016年

8 屠张杰;基于磁耦合谐振式无线能量与信号同步传输技术研究[D];南京理工大学;2016年

9 周俊巍;多发射线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究[D];南京理工大学;2016年

10 李均龙;两负载的谐振式无线输电系统设计与研究[D];电子科技大学;2016年

，

本文编号：1025744