无线电能传输系统复合屏蔽层磁耦合器研究
发布时间：2021-05-20 07:31
无线充电因其无接触火花、可适应恶劣天气、设备磨损率低等优点,适用于电动汽车、自动化机器设备、无人化导引车等应用场景,受到了来自世界各地的学者的关注。随着对无线电能传输研究的深入,人们对无线电能传输系统的传输效率和电磁辐射的安全问题提出了更高的要求。磁耦合器在无线电能传输系统的能量传递过程中起到关键的作用,因此需要对磁耦合器进行优化设计。本文在论述了铁氧体单层屏蔽磁耦合器和铁氧体与铝板组成的双层屏蔽结构磁耦合器的基础上提出了一种由铁氧体、纳米晶、铝箔组成的复合屏蔽结构磁耦合器,并对其场域模型、漏磁场特性、传输性能、主电路设计等关键技术进行了理论分析及仿真研究,最后通过实验验证,获得了有价值的结论。首先,本文分析了无线电能传输系统的基本原理,对PS补偿的ICPT系统进行建模;分析了电磁屏蔽的原理及屏蔽材料的应用;采用JMAG有限元仿真研究了平面螺旋式线圈的磁场分布,建立磁路模型,推导耦合系数表达式;分析了高导电率材料的屏蔽原理,建立了加入铝板之后不对称无线电能传输系统的等效电路模型图,推导了铝板屏蔽对无线充电系统的影响公式,为复合屏蔽结构设计提供了理论基础。其次,本文以PS补偿的ICPT系...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 无线电能传输系统磁耦合器的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本课题的研究内容及创新点
1.3.1 本课题的研究内容
1.3.2 本课题的主要创新点
1.4 本章小结
第二章 无线电能传输系统的建模
2.1 无线电能传输的分类
2.1.1 ICPT工作原理及过程
2.2 ICPT系统补偿网络
2.3 ICPT系统建模方法
2.4 电磁屏蔽
2.4.1 屏蔽材料
2.4.2 无线电能传输技术相关标准
2.5 铁氧体单层屏蔽下的磁耦合器等效磁路模型
2.6 铝板屏蔽下无线电能传输系统模型
2.7 本章小结
第三章 磁耦合器的仿真及优化设计
3.1 无屏蔽磁耦合器仿真
3.2 铁氧体单层磁耦合器仿真
3.3 铁氧体与铝板组合的双层屏蔽结构磁耦合器仿真
3.4 复合屏蔽结构磁耦合器仿真
3.4.1 复合屏蔽结构磁耦合器的场域分析
3.4.2 单层、双层及复合屏蔽结构仿真对比
3.4.3 复合屏蔽结构磁耦合器的优化
3.4.4 复合屏蔽结构磁耦合器的设计方法
3.5 本章小结
第四章 实验验证
4.1 单管ICPT系统
4.1.1 单管ICPT系统仿真
4.2 复合屏蔽结构磁耦合器实验验证
4.2.1 实验平台搭建
4.2.2 磁耦合器线圈设计
4.3 实验结果分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线电能传输技术亟待解决的问题及对策[J]. 张波,疏许健,吴理豪,荣超. 电力系统自动化. 2019(18)
[2]电磁耦合谐振式电能传输系统的线圈优化设计与验证[J]. 王禹潮,杨庆新,张献,邓双凡,李阳. 广东电力. 2018(11)
[3]磁谐振无线电能传输系统线圈设计综述[J]. 曾玉凤,丘东元,张波. 电源学报. 2019(04)
[4]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)
[5]动态非线性负载用单管逆变ICPT系统参数优化[J]. 魏芝浩,王春芳,李震,李聃. 电气工程学报. 2017(08)
[6]自激推挽式磁耦合无线电能传输系统磁屏蔽特性分析[J]. 张献,苑朝阳,杨庆新,魏斌,王松岑. 中国电机工程学报. 2018(02)
[7]电动汽车无线充电技术研究综述[J]. 赵争鸣,刘方,陈凯楠. 电工技术学报. 2016(20)
[8]一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器[J]. 侯佳,陈乾宏,任小永. 电力系统自动化. 2016(18)
[9]植入式医疗器件供电方式研究现状及展望[J]. 何钟杰,陈露,漆双艳,周建,倪华强,时梅林. 中国医学创新. 2016(14)
[10]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]. 张献,章鹏程,杨庆新,苑朝阳,苏杭. 电工技术学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于磁耦合谐振的多接收端高频无线电能传输技术研究[D]. 李阳.哈尔滨工业大学 2019
[2]谐振式无线电能传输系统的若干电磁问题研究及优化设计[D]. 陈琛.东南大学 2016
[3]电动汽车无线供电电磁耦合机构能效特性及优化方法研究[D]. 胡超.重庆大学 2015
硕士论文
[1]无线充电系统磁耦合机构的设计及优化[D]. 曾浩.山东大学 2018
[2]电动车无线充电系统研究[D]. 张永恒.兰州理工大学 2018
[3]EV-WPT磁耦合机构偏移特性优化设计[D]. 谭若兮.重庆大学 2018
[4]电动汽车动态无线供电的N型磁耦合机构电磁兼容研究[D]. 胥佳琦.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3197368
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 无线电能传输系统磁耦合器的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本课题的研究内容及创新点
1.3.1 本课题的研究内容
1.3.2 本课题的主要创新点
1.4 本章小结
第二章 无线电能传输系统的建模
2.1 无线电能传输的分类
2.1.1 ICPT工作原理及过程
2.2 ICPT系统补偿网络
2.3 ICPT系统建模方法
2.4 电磁屏蔽
2.4.1 屏蔽材料
2.4.2 无线电能传输技术相关标准
2.5 铁氧体单层屏蔽下的磁耦合器等效磁路模型
2.6 铝板屏蔽下无线电能传输系统模型
2.7 本章小结
第三章 磁耦合器的仿真及优化设计
3.1 无屏蔽磁耦合器仿真
3.2 铁氧体单层磁耦合器仿真
3.3 铁氧体与铝板组合的双层屏蔽结构磁耦合器仿真
3.4 复合屏蔽结构磁耦合器仿真
3.4.1 复合屏蔽结构磁耦合器的场域分析
3.4.2 单层、双层及复合屏蔽结构仿真对比
3.4.3 复合屏蔽结构磁耦合器的优化
3.4.4 复合屏蔽结构磁耦合器的设计方法
3.5 本章小结
第四章 实验验证
4.1 单管ICPT系统
4.1.1 单管ICPT系统仿真
4.2 复合屏蔽结构磁耦合器实验验证
4.2.1 实验平台搭建
4.2.2 磁耦合器线圈设计
4.3 实验结果分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线电能传输技术亟待解决的问题及对策[J]. 张波,疏许健,吴理豪,荣超. 电力系统自动化. 2019(18)
[2]电磁耦合谐振式电能传输系统的线圈优化设计与验证[J]. 王禹潮,杨庆新,张献,邓双凡,李阳. 广东电力. 2018(11)
[3]磁谐振无线电能传输系统线圈设计综述[J]. 曾玉凤,丘东元,张波. 电源学报. 2019(04)
[4]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)
[5]动态非线性负载用单管逆变ICPT系统参数优化[J]. 魏芝浩,王春芳,李震,李聃. 电气工程学报. 2017(08)
[6]自激推挽式磁耦合无线电能传输系统磁屏蔽特性分析[J]. 张献,苑朝阳,杨庆新,魏斌,王松岑. 中国电机工程学报. 2018(02)
[7]电动汽车无线充电技术研究综述[J]. 赵争鸣,刘方,陈凯楠. 电工技术学报. 2016(20)
[8]一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器[J]. 侯佳,陈乾宏,任小永. 电力系统自动化. 2016(18)
[9]植入式医疗器件供电方式研究现状及展望[J]. 何钟杰,陈露,漆双艳,周建,倪华强,时梅林. 中国医学创新. 2016(14)
[10]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]. 张献,章鹏程,杨庆新,苑朝阳,苏杭. 电工技术学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于磁耦合谐振的多接收端高频无线电能传输技术研究[D]. 李阳.哈尔滨工业大学 2019
[2]谐振式无线电能传输系统的若干电磁问题研究及优化设计[D]. 陈琛.东南大学 2016
[3]电动汽车无线供电电磁耦合机构能效特性及优化方法研究[D]. 胡超.重庆大学 2015
硕士论文
[1]无线充电系统磁耦合机构的设计及优化[D]. 曾浩.山东大学 2018
[2]电动车无线充电系统研究[D]. 张永恒.兰州理工大学 2018
[3]EV-WPT磁耦合机构偏移特性优化设计[D]. 谭若兮.重庆大学 2018
[4]电动汽车动态无线供电的N型磁耦合机构电磁兼容研究[D]. 胥佳琦.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3197368
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