磁耦合谐振式无线电能传输装置设计与传输特性研究
本文关键词: 磁耦合谐振 无线电能传输 电路理论 闭环控制 出处:《青岛科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:磁耦合谐振式无线电能传输系统利用收发装置间的强磁耦合谐振进行电能的无线传输,与感应式相比具有更好的传输性能,适用于一些特殊场合。本文主要进行了磁耦合谐振式系统的实验装置设计与传输特性研究,内容如下:分析磁耦合谐振式无线电能传输系统的工作原理,利用电路理论建立四种拓扑结构的电路模型,通过仿真研究四种拓扑结构的特点;利用耦合模理论建立系统的数学模型,分析得出能量实现完全交换的条件。基于磁耦合谐振原理设计一套无线电能传输装置,为12V、10W的负载灯泡供电。实验装置主要包括:直流电源模块、高频逆变模块、耦合线圈、匹配电容和高频整流电路,成功点亮负载灯泡,实现了无线电能传输。利用MATLAB仿真得出频率、谐振频率、传输距离、互感、负载阻抗对系统传输性能的影响,分析谐振产生的必要条件和频率分裂现象;通过实验研究系统的频率特性、耦合情况、距离特性和穿透性,所得结果对理论分析和仿真进行了验证。研究系统的频率跟踪控制方法,通过对系统设置不同的闭环电路,有利于解决频率失谐带来的不良影响,保证系统取得更好的传输特性。本文通过对磁耦合谐振式无线电能传输实验装置的设计,成功点亮12V、10W的负载灯泡,并利用仿真和实验对系统的传输特性进行了研究,所得结果对后续的研究与实践具有一定指导意义。
[Abstract]:Magnetic coupled resonant wireless power transmission system by using strong magnetic coupling resonance between the transceiver thewireless transmission of electrical energy transmission, and have better performance compared with induction type, suitable for special occasions. In this paper, the experimental device of magnetic coupling resonant system design research, and transmission characteristics are as follows: the work principle analysis of magnetic coupled resonant wireless power transmission system, using circuit theory to establish the model of four kinds of circuit topology, through the simulation characteristics of four kinds of topology; using the coupled mode theory to establish the mathematical model, analysis of energy to achieve complete exchange conditions. Magnetic coupling resonance principle to design a wireless power transmission device based on 12V, 10W, lighting load power supply. The experimental device comprises a DC power supply module, inverter module, coupling coil, capacitor, and high frequency rectifier The success of light load circuit, lighting, realizes the wireless power transmission. Using MATLAB simulation that the frequency, resonant frequency, transmission distance, mutual inductance, load impedance influence on the transmission performance of the system, necessary condition and frequency analysis of resonance splitting phenomenon; frequency characteristic, research system through experiments of coupling, distance and penetration the results, to verify the theoretical analysis and simulation. The frequency tracking control method of the system, by setting different closed loop circuit of the system, to solve the frequency detuning brings adverse effects, ensure the system has better transmission characteristics. This paper designed can transfer experimental device of magnetic coupled resonant wireless. The success of 12V lights, 10W lighting load, and transmission characteristics were studied by simulation and experiment on the system, the result of the research and practice of follow-up Guiding significance.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM724
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 李中启;黄守道;易吉良;李军军;;磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法[J];电力系统自动化;2017年02期
2 卢闻州;沈锦飞;方楚良;;磁耦合谐振式无线电能传输电动汽车充电系统研究[J];电机与控制学报;2016年09期
3 周宏威;孙丽萍;王帅;刘天时;谢鹏浩;;磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振方式分析[J];电机与控制学报;2016年07期
4 李阳;张雅希;杨庆新;闫卓;张献;薛明;杨晓博;;磁耦合谐振式无线电能传输系统最大功率效率点分析与实验验证[J];电工技术学报;2016年02期
5 杨玉岗;卢进;代少杰;;含中继线圈无线电能传输金属障碍物仿真分析[J];计算机仿真;2016年01期
6 张献;章鹏程;杨庆新;苑朝阳;苏杭;;基于有限元方法的电动汽车无线充电耦合机构的磁屏蔽设计与分析[J];电工技术学报;2016年01期
7 李江;张鹏;马腾;张叶;王义伟;魏超;王彬;;磁耦合谐振式无线电能传输系统的仿真与实验[J];电机与控制学报;2015年11期
8 王维;黄学良;谭林林;赵俊峰;陈琛;;磁谐振式无线电能传输系统谐振器参数对传输性能的影响性分析[J];电工技术学报;2015年19期
9 谭林林;颜长鑫;黄学良;王维;陈琛;;无线电能传输系统电压稳定在线控制策略的研究[J];电工技术学报;2015年19期
10 李艳红;刘国强;宋显锦;张超;;宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统特性分析[J];电工技术学报;2015年19期
相关博士学位论文 前1条
1 李阳;大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D];河北工业大学;2012年
相关硕士学位论文 前3条
1 王磊;磁耦合谐振式无线能量传输技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 陆洪伟;一种谐振式强磁耦合型无线充电系统的研究[D];上海交通大学;2012年
3 卓勇;生物体内置电装置的外部供电模式研究[D];重庆大学;2007年
,本文编号:1544568
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1544568.html