LCLP型ICPT系统信号与电能并行传输方法研究
发布时间：2021-05-10 03:52
随着科技技术的不断进步,无线电能传输越来越受到电气工程领域的重视。感应耦合电能传输（Inductive20Coupling20Power20Transfer,ICPT）系统作为一种大功率的无线电能传输方式克服了传统供电方式所存在的接触不良和漏电等弊端,也大大减少了电能传输方式的设备冗杂性和维修性。然而,在诸如轨道电路和车-地通信等特殊场合不仅需要电能的传输,还要求信号的实时传输。ICPT系统可以实现信号与电能并行传输,但信号传输电路引入后对ICPT系统电能传输效率产生的影响不可忽略,对信号与电能并行传输方法的研究具有重要的理论意义和现实意义。本文通过分析四种基本谐振拓扑结构和混联型谐振拓扑结构的不同,采用LCLP型ICPT系统作为信号与电能并行传输系统主电路,在原、副边增设耦合线实现信号的传输,确定了FSK调制解调方法,在MATLAB/Simulink软件环境下进行了仿真验证,并对不同噪声环境下的误码率做了进一步的研究。其次,为了验证其传输效果的有效性,在充分考虑了信号传输电路中信号耦合线圈对电能传输的影响后,分别在信号传输电路引入前、后对电能传输通道和信道进行数学建模,完成了频谱分析...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.2 信号与电能并行传输ICPT系统研究现状
1.2.1 ICPT系统信号与电能并行传输方法研究现状
1.2.2 信号与电能并行传输ICPT系统谐振参数优化研究现状
1.3 论文的主要研究内容
2 基于ICPT系统的信号与电能并行传输原理
2.1 传统ICPT系统原理及结构分析
2.1.1 ICPT系统基本原理
2.1.2 典型电路结构
2.2 四种基于ICPT系统的信号与电能并行传输方法及原理
2.3 ICPT系统逆变电路拓扑结构
2.4 小结
3 信号与电能并行传输LCLP型ICPT系统方法研究
3.1 LCLP型ICPT系统信号与电能并行传输结构及原理分析
3.2 信号调制解调策略
3.3 系统谐振参数分析计算
3.4 仿真分析与验证
3.4.1 电能传输仿真分析
3.4.2 信号传输仿真分析
3.4.3 噪声环境下信号传输误码率分析
3.5 小结
4 信号与电能并行传输LCLP型ICPT系统建模与特性分析
4.1 交流阻抗分析建模法
4.2 信号传输电路引入前系统建模
4.3 信号传输电路引入后系统建模
4.3.1 电能传输通道建模
4.3.2 信道建模
4.4 信号与电能传输通道频域响应分析
4.5 信号传输电路引入前后系统负载处频谱分析
4.6 小结
5 考虑信号传输影响的LCLP型并行传输ICPT系统谐振参数优化
5.1 粒子群算法
5.2 NLP模型建立与分析
5.2.1 原、副边各支路的电流关系
5.2.2 NLP模型的建立
5.3 仿真分析及验证
5.3.1 电能传输仿真验证
5.3.2 负载处频谱分析
5.3.3 信号传输仿真验证
5.3.4 信号与电能传输通道频域响应分析
5.4 小结
6 展望
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【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]基于停车误差规律的有轨电车无线电能传输系统线圈优化设计[J]. 赵志勇,杨中平,林飞,耿宇宇. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]基于移幅键控的磁耦合谐振式无线电能和信号同步传输方法[J]. 杨庆新,李阳,尹建斌,何亚伟,薛明. 电工技术学报. 2017(16)
[4]基于粒子群算法的谐振式无线输能网络优化[J]. 王涛,王允建,倪艳凤. 电子测量技术. 2017(03)
[5]基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术[J]. 苏玉刚,徐思文,吕志坤,孔令鑫,周玮. 电力系统自动化. 2017(02)
[6]双发射线圈感应电能传输系统的小信号建模及控制研究[J]. 麦瑞坤,林天仁,李勇,何正友. 中国电机工程学报. 2017(20)
[7]基于Kalman滤波的应答器上行链路信号处理的研究[J]. 吕城锦,赵会兵,朱林富,全宏宇. 铁道学报. 2016(11)
[8]基于遗传算法优化的谐振式无线电能传输系统[J]. 曾智强,郑心城,陈为. 电气开关. 2016(05)
[9]变负载ICPT系统电能与信号反向同步传输方法[J]. 夏晨阳,李玉华,雷轲,柳玉玲,陈国平. 中国电机工程学报. 2017(06)
[10]LCL谐振型感应电能传输系统特性[J]. 周继昆,张荣,张毅. 太赫兹科学与电子信息学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于NLP建模的ICPT系统参数优化[D]. 赵志斌.重庆大学 2012
[2]感应耦合电能传输系统的特性与设计研究[D]. 周雯琪.浙江大学 2008
[3]新型无接触供电系统的研究[D]. 武瑛.中国科学院研究生院（电工研究所） 2004
硕士论文
[1]无线电能传输系统信号与电能同步传输技术[D]. 顾轩溥.哈尔滨工业大学 2017
[2]LCL型感应耦合电能传输系统研究[D]. 司马昆.西南交通大学 2016
[3]基于共享通道的ICPT系统能量信号并行传输技术研究[D]. 闫鹏旭.重庆大学 2016
[4]基于磁耦合谐振的无线能量与信息同步传输系统设计与实现[D]. 陈毅.重庆大学 2016
[5]移动式感应非接触电能传输系统的LCL谐振补偿的研究[D]. 华洁.南京航空航天大学 2016
[6]磁耦合谐振式无线电能与信号同步传输方法研究[D]. 何亚伟.天津工业大学 2016
[7]ICPT系统鲁棒多目标遗传优化与最优谐振拓扑搜寻研究[D]. 邹洋.重庆大学 2015
[8]感应耦合式电能与信号传输技术的研究[D]. 伊雪梅.哈尔滨理工大学 2015
[9]基于频率和相位调制的ICPT系统信号双向传输[D]. 伏思庆.重庆大学 2014
[10]基于LCL补偿的多负载滑动式感应非接触电能传输系统[D]. 邹爱龙.南京航空航天大学 2014
本文编号：3178623
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.2 信号与电能并行传输ICPT系统研究现状
1.2.1 ICPT系统信号与电能并行传输方法研究现状
1.2.2 信号与电能并行传输ICPT系统谐振参数优化研究现状
1.3 论文的主要研究内容
2 基于ICPT系统的信号与电能并行传输原理
2.1 传统ICPT系统原理及结构分析
2.1.1 ICPT系统基本原理
2.1.2 典型电路结构
2.2 四种基于ICPT系统的信号与电能并行传输方法及原理
2.3 ICPT系统逆变电路拓扑结构
2.4 小结
3 信号与电能并行传输LCLP型ICPT系统方法研究
3.1 LCLP型ICPT系统信号与电能并行传输结构及原理分析
3.2 信号调制解调策略
3.3 系统谐振参数分析计算
3.4 仿真分析与验证
3.4.1 电能传输仿真分析
3.4.2 信号传输仿真分析
3.4.3 噪声环境下信号传输误码率分析
3.5 小结
4 信号与电能并行传输LCLP型ICPT系统建模与特性分析
4.1 交流阻抗分析建模法
4.2 信号传输电路引入前系统建模
4.3 信号传输电路引入后系统建模
4.3.1 电能传输通道建模
4.3.2 信道建模
4.4 信号与电能传输通道频域响应分析
4.5 信号传输电路引入前后系统负载处频谱分析
4.6 小结
5 考虑信号传输影响的LCLP型并行传输ICPT系统谐振参数优化
5.1 粒子群算法
5.2 NLP模型建立与分析
5.2.1 原、副边各支路的电流关系
5.2.2 NLP模型的建立
5.3 仿真分析及验证
5.3.1 电能传输仿真验证
5.3.2 负载处频谱分析
5.3.3 信号传输仿真验证
5.3.4 信号与电能传输通道频域响应分析
5.4 小结
6 展望
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【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]基于停车误差规律的有轨电车无线电能传输系统线圈优化设计[J]. 赵志勇,杨中平,林飞,耿宇宇. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]基于移幅键控的磁耦合谐振式无线电能和信号同步传输方法[J]. 杨庆新,李阳,尹建斌,何亚伟,薛明. 电工技术学报. 2017(16)
[4]基于粒子群算法的谐振式无线输能网络优化[J]. 王涛,王允建,倪艳凤. 电子测量技术. 2017(03)
[5]基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术[J]. 苏玉刚,徐思文,吕志坤,孔令鑫,周玮. 电力系统自动化. 2017(02)
[6]双发射线圈感应电能传输系统的小信号建模及控制研究[J]. 麦瑞坤,林天仁,李勇,何正友. 中国电机工程学报. 2017(20)
[7]基于Kalman滤波的应答器上行链路信号处理的研究[J]. 吕城锦,赵会兵,朱林富,全宏宇. 铁道学报. 2016(11)
[8]基于遗传算法优化的谐振式无线电能传输系统[J]. 曾智强,郑心城,陈为. 电气开关. 2016(05)
[9]变负载ICPT系统电能与信号反向同步传输方法[J]. 夏晨阳,李玉华,雷轲,柳玉玲,陈国平. 中国电机工程学报. 2017(06)
[10]LCL谐振型感应电能传输系统特性[J]. 周继昆,张荣,张毅. 太赫兹科学与电子信息学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于NLP建模的ICPT系统参数优化[D]. 赵志斌.重庆大学 2012
[2]感应耦合电能传输系统的特性与设计研究[D]. 周雯琪.浙江大学 2008
[3]新型无接触供电系统的研究[D]. 武瑛.中国科学院研究生院（电工研究所） 2004
硕士论文
[1]无线电能传输系统信号与电能同步传输技术[D]. 顾轩溥.哈尔滨工业大学 2017
[2]LCL型感应耦合电能传输系统研究[D]. 司马昆.西南交通大学 2016
[3]基于共享通道的ICPT系统能量信号并行传输技术研究[D]. 闫鹏旭.重庆大学 2016
[4]基于磁耦合谐振的无线能量与信息同步传输系统设计与实现[D]. 陈毅.重庆大学 2016
[5]移动式感应非接触电能传输系统的LCL谐振补偿的研究[D]. 华洁.南京航空航天大学 2016
[6]磁耦合谐振式无线电能与信号同步传输方法研究[D]. 何亚伟.天津工业大学 2016
[7]ICPT系统鲁棒多目标遗传优化与最优谐振拓扑搜寻研究[D]. 邹洋.重庆大学 2015
[8]感应耦合式电能与信号传输技术的研究[D]. 伊雪梅.哈尔滨理工大学 2015
[9]基于频率和相位调制的ICPT系统信号双向传输[D]. 伏思庆.重庆大学 2014
[10]基于LCL补偿的多负载滑动式感应非接触电能传输系统[D]. 邹爱龙.南京航空航天大学 2014
本文编号：3178623
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