电动汽车无线供电系统谐振补偿拓扑结构研究与设计

发布时间：2020-08-22 17:56

【摘要】：随着社会的高速发展,电动汽车的使用数量逐渐增加,为了解决其续航里程短的问题,采用感应非接触电能传输技术(Inductive Contactless Power Transfer,ICPT)对电动汽车进行动态供电就成为了一种新的发展方向。基于感应非接触电能传输技术,本文对电动汽车动态无线供电系统中的谐振补偿拓扑结构的相关问题展开研究。首先,本文对三类逆变器的特性进行了分析,并选择了适合于本课题的逆变器结构。分析了多个谐振补偿电路的性能优劣及适用范围。同时,对松耦合变压器进行分析,建立了松耦合变压器的互感模型,并在此基础上建立了多原边结构的松耦合变压器互感等效模型。其次,基于LCL电路谐振拓扑结构,分析了系统处于恒流、恒压条件下的电路特性,得到了三次谐波电流峰值与基波峰值之比同品质因数及电感之比的关系。然后,建立了原边双并联移动式无线供电系统结构模型和等效电路模型,利用了简化互感的方式简化了此模型中反射阻抗的推导过程,完成了原、副边电路中各参数的设计,并实现了系统输出电压稳定,在此基础上分析了负载变化条件下,系统参数对原、副边特性的影响。再次,为了分析原、副边线圈结构设计对互感稳定性的影响,本文利用Ansoft软件建立原边双并联线圈的无线供电系统的磁场仿真模型,分析了改变原边并联线圈间距及流入原边线圈电流方向等因素,对原、副边间磁场强度的影响。然后,为了验证系统原、副边谐振补偿电路参数设计的正确性,本文建立了原边双并联移动式无线供电系统的Simulink模型,通过将设计得来的原、副边电路各参数值带入模型,分析了系统电压输出波形同负载变化的仿真及线圈误差的仿真。此外,还分析了系统输出特性同原、副边电感之比等系统参数的关系。通过仿真分析,验证本文的理论推导及分析的正确性,验证了本课题的正确性和可行性。最后,为了完成无线供电系统的实验模型搭建,本文设计了改进式全桥逆变器,包含主电路设计以及控制程序的设计,在此基础上设计了模拟实验平台的搭建。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM724;U469.72
【图文】：

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