高效能量和全双工数据非接触同步传输技术研究
发布时间：2020-12-10 19:58
随着电力电子技术的发展,能量非接触传输(WPT)技术近年来受到越来越广泛的研究,实用化的能量非接触传输系统已经问世,由于其灵活、安全、可靠等优点受到消费者的认可。由于应用环境复杂,能量非接触传输系统的稳定性容易受到输入电压波动、电磁耦合机构偏移、输出负载突变等因素的影响。如何提高能量非接触传输系统的效率及稳定性是相关课题研究的重点。在此背景下,本课题开展了对能量和数据非接触同步传输系统的研究。为了解决输出功率波动的问题,论文提出一种基于交错并联Boost全桥逆变器的能量非接触传输系统,通过控制前级交错并联Boost全桥逆变器的占空比来实现对输出的控制,借助交错并联Boost全桥逆变器升压输出的特性,在实现稳定功率输出的同时降低系统的复杂度、提高系统的效率。由于论文提出的能量非接触传输系统属于全控型系统,为了实现闭环控制,副边采集的输出信息需要通过非接触的通信方式传输至原边控制器,由原边控制器对系统输出进行调控。传统的非接触通信方式不适用于能量非接触传输系统这种强磁干扰环境,为此论文提出一种能量和数据非接触同步传输系统,数据传输电路通过抽头连接到能量传输电路的输电线圈上,借助频分复用的原...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平面圆形线圈构成的带抽头的松耦合变压器示意图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-62-所示，包含编号为1到4的四个模块：耦合电容器、信号隔离变压器、双工器、数据解调电路。①②③④⑤⑥⑦⑧⑨图5-7能量和数据非接触同步传输系统样机①②③④图5-8数据收发器电路板额定条件下松耦合变压器两端电压、电流波形如图5-9所示。图中几乎看不到高频数据载波。数据传输对功率传输的干扰很校ULp和ULs的峰值分别为800V和860V。额定条件下原、副边数据收发器端口电压波形如图5-10所示。从图中可以明显观察到高频数据载波。Utp和Uts的峰值分别为290V和310V，据此可以计算Gp2和Gs2的值分别为0.363和0.36，它们等于使用(3-60)和(3-61)计算的理论值，验证了第3章推论的正确性。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-63-ULp(500V/格)ILs(10A/格)ILp(10A/格)ULs(500V/格)4μs/格图5-9额定条件下松耦合变压器两端电压、电流波形Uts(200V/格)2μs/格Utp(200V/格)图5-10额定条件下原、副边数据收发器端口电压波形表5-1能量和数据非接触同步传输系统样机参数参数数值参数数值Uin100VLdsp,Ldss9μHRL40ΩCdp,Cds123pFfp85kHzRpin,Rsin20mmfdp5.5MHzRpout,Rsout97.5mmfds4.5MHzd60mmCin100μFNp1,Ns18CF100μFNp2,Ns223L1,L2315μHLp1,Ls121,21.1μHLp,Ls92.8,93.5μHLp2,Ls247.7,48.4μHCp,Cs47.9,57.4nFMp1p2,Ms1s214.5,14.9μHLf1,Lf232.2μHMp1s14.1μHCf1,Cf2110nFMp2s27.8μHk0.205Mp1s2,Mp2s15.1,5.03μHLdpp,Ldps9μHRdp,Rds50Ω正向和反向通信的原始和解调数据波形如图5-11所示。图中UOp和UOs分
【参考文献】：
期刊论文
[1]感应耦合电能传输系统中能量与信号反向同步传输技术[J]. 孙跃,代林,叶兆虹,唐春森,谭若兮. 电力系统自动化. 2018(17)
[2]感应和谐振无线电能传输技术的发展[J]. 张波,疏许健,黄润鸿. 电工技术学报. 2017(18)
[3]磁耦合谐振系统中的两种模型对比探究[J]. 黄学良,曹伟杰,周亚龙,王维,谭林林. 电工技术学报. 2013(S2)
[4]磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展[J]. 赵争鸣,张艺明,陈凯楠. 中国电机工程学报. 2013(03)
[5]基于谐振电容阵列的CPT系统输出控制方法[J]. 戴欣,周继昆,孙跃. 电子科技大学学报. 2012(05)
[6]感应耦合电能传输系统动态解谐传输功率控制[J]. 杨民生,王耀南. 电机与控制学报. 2012(01)
[7]能量注入式谐振型开关电源的研制[J]. 苏玉刚,陈松,唐春森,周诗杰,孙跃. 电源技术. 2011(10)
[8]感应电能传输系统能量注入控制方法研究[J]. 戴欣,孙跃. 电子科技大学学报. 2011(01)
[9]CLC谐振型感应电能传输系统的H_∞控制[J]. 戴欣,余奎,孙跃. 中国电机工程学报. 2010(30)
[10]自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J]. 傅文珍,张波,丘东元,王伟. 中国电机工程学报. 2009(18)
博士论文
[1]感应耦合式无线能量传输系统的拓扑与控制研究[D]. 鞠兴龙.北京理工大学 2016
[2]基于μ综合的ICPT系统鲁棒控制研究[D]. 李砚玲.重庆大学 2012
[3]非接触电能传输系统软开关工作点研究及应用[D]. 唐春森.重庆大学 2009
本文编号：2909285
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平面圆形线圈构成的带抽头的松耦合变压器示意图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-62-所示，包含编号为1到4的四个模块：耦合电容器、信号隔离变压器、双工器、数据解调电路。①②③④⑤⑥⑦⑧⑨图5-7能量和数据非接触同步传输系统样机①②③④图5-8数据收发器电路板额定条件下松耦合变压器两端电压、电流波形如图5-9所示。图中几乎看不到高频数据载波。数据传输对功率传输的干扰很校ULp和ULs的峰值分别为800V和860V。额定条件下原、副边数据收发器端口电压波形如图5-10所示。从图中可以明显观察到高频数据载波。Utp和Uts的峰值分别为290V和310V，据此可以计算Gp2和Gs2的值分别为0.363和0.36，它们等于使用(3-60)和(3-61)计算的理论值，验证了第3章推论的正确性。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-63-ULp(500V/格)ILs(10A/格)ILp(10A/格)ULs(500V/格)4μs/格图5-9额定条件下松耦合变压器两端电压、电流波形Uts(200V/格)2μs/格Utp(200V/格)图5-10额定条件下原、副边数据收发器端口电压波形表5-1能量和数据非接触同步传输系统样机参数参数数值参数数值Uin100VLdsp,Ldss9μHRL40ΩCdp,Cds123pFfp85kHzRpin,Rsin20mmfdp5.5MHzRpout,Rsout97.5mmfds4.5MHzd60mmCin100μFNp1,Ns18CF100μFNp2,Ns223L1,L2315μHLp1,Ls121,21.1μHLp,Ls92.8,93.5μHLp2,Ls247.7,48.4μHCp,Cs47.9,57.4nFMp1p2,Ms1s214.5,14.9μHLf1,Lf232.2μHMp1s14.1μHCf1,Cf2110nFMp2s27.8μHk0.205Mp1s2,Mp2s15.1,5.03μHLdpp,Ldps9μHRdp,Rds50Ω正向和反向通信的原始和解调数据波形如图5-11所示。图中UOp和UOs分
【参考文献】：
期刊论文
[1]感应耦合电能传输系统中能量与信号反向同步传输技术[J]. 孙跃,代林,叶兆虹,唐春森,谭若兮. 电力系统自动化. 2018(17)
[2]感应和谐振无线电能传输技术的发展[J]. 张波,疏许健,黄润鸿. 电工技术学报. 2017(18)
[3]磁耦合谐振系统中的两种模型对比探究[J]. 黄学良,曹伟杰,周亚龙,王维,谭林林. 电工技术学报. 2013(S2)
[4]磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展[J]. 赵争鸣,张艺明,陈凯楠. 中国电机工程学报. 2013(03)
[5]基于谐振电容阵列的CPT系统输出控制方法[J]. 戴欣,周继昆,孙跃. 电子科技大学学报. 2012(05)
[6]感应耦合电能传输系统动态解谐传输功率控制[J]. 杨民生,王耀南. 电机与控制学报. 2012(01)
[7]能量注入式谐振型开关电源的研制[J]. 苏玉刚,陈松,唐春森,周诗杰,孙跃. 电源技术. 2011(10)
[8]感应电能传输系统能量注入控制方法研究[J]. 戴欣,孙跃. 电子科技大学学报. 2011(01)
[9]CLC谐振型感应电能传输系统的H_∞控制[J]. 戴欣,余奎,孙跃. 中国电机工程学报. 2010(30)
[10]自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J]. 傅文珍,张波,丘东元,王伟. 中国电机工程学报. 2009(18)
博士论文
[1]感应耦合式无线能量传输系统的拓扑与控制研究[D]. 鞠兴龙.北京理工大学 2016
[2]基于μ综合的ICPT系统鲁棒控制研究[D]. 李砚玲.重庆大学 2012
[3]非接触电能传输系统软开关工作点研究及应用[D]. 唐春森.重庆大学 2009
本文编号：2909285
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2909285.html
