动态无线电能传输系统中补偿网络的优化设计

发布时间：2020-06-18 06:37

【摘要】：电动汽车是应对能源与环境危机的主要策略之一,但是有线充电模式存在安全性低、占地面积大、同时充电数量有限等问题。利用无线电能传输技术实现对电动汽车动态充电成为解决上述问题的有效方案,也是当前学者研究的热点。动态无线电能传输系统中面临的最大问题是在耦合系数发生波动的情况下如何保证系统传输功率的波动率较小。针对这—问题有三种解决方案:其一,利用多线圈模式,降低耦合系数的波动范围;其二,设计不同结构的发射、接收线圈,以增大其偏移容忍度;其三,利用高阶补偿网络来削弱耦合系数变化对系统传输功率的影响。前两种方案并没有从根本上解决因为耦合系数波动造成系统传输功率波动较大的问题,后者则因为存在诸多补偿网络结构,难以确定最优的补偿网络结构以及补偿元件参数。针对上述问题,本文首先明确了动态无线电能传输系统的需求以及其应用背景下存在的客观约束条件;其次,针对诸多补偿网络难以优化的问题,研究了补偿网络统一模型,并建立了数学模型,推导了系统各设计指标的关系式;接着,讨论了在耦合系数波动时如何取得系统传输功率波动率最小值,系统最大传输功率,以及在最大耦合系数时保证系统输入阻抗处于零阻抗角以提高传输效率,综合上述要求后,给出了相关补偿元件的参数方程;最后,在PSIM中搭建了仿真模型验证了理论分析的正确性,并设计了实验平台对上述理论分析以及仿真结果进行验证。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM724
【图文】：

蒸汽机的广泛使用使得社会使得人类进入了“电气时代”。伴随着电业领域成为主要的动力来源，弱电领域时间里，人类创造的文明成果超过了以至关重要的作用。的直流电还是 Tesla 发明的交流电系统杂电线的环绕。线路中存在摩擦、老化安全，这类问题在矿井和水下作业中更或者植入生物体内的设备的长期供电也在着诸多不足，因此无线电能传输技利用电磁波来实现电能的无线传输，之间形成共振从而实现远距离的电能线电能传输的实验装置，虽然没有成功第一次对无线电能传输（Wireless Pow

绪论状 Tesla 就提出了无线电能传输的设想，由于当时缺乏相后续的探索并没有停止。自 2007 年麻省理工学院研能传输的论文后，无线电能传输又成为了新的研究热学的 John T.Boys 教授的科研团队对无线电能传输技包括无线电能传输的工作机理、谐振理论分析、谐振收线圈的结构分析，磁场屏蔽，信号同步传输，频率的研究工作，并且取得了卓越的研究成果，发表了百如图 1-4 所示的正交双Ｄ型（DDQ）线圈结构为其所，从而减小交叉耦合对系统传输功率的影响。

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本文编号：2718849