无线电能传输系统用复合磁材结构的研究

发布时间：2021-09-01 03:07

　　随着无线电能传输技术的发展和应用领域的扩大,人们对无线电能传输系统的电能传输效率和电磁影响提出了更高的要求。传统的单一屏蔽材料或存在屏蔽效果不好,磁力线无法全部返回,或存在会降低系统耦合系数,影响系统传输效率的问题。为使无线电能传输系统获得更好的传输性能和屏蔽效果,同时弥补单一屏蔽材料的不足,本文从多层屏蔽材料复合的角度出发,以感应耦合式无线电能传输系统（ICPT系统）为例,进行复合磁材结构用于无线电能传输系统的研究。首先,分析了无线电能传输系统的分类、ICPT系统、电磁屏蔽及其屏蔽材料等,比较了ICPT系统的建模方法,并利用互感等效模型对PS补偿的ICPT系统进行建模,推导出系统的输出功率、传输效率等的表达式,从理论分析和等效模型计算两方面说明对ICPT系统进行电磁屏蔽的必要性。其次,以某一实际系统为研究对象,基于有限元的方法,建立系统的三维磁场-电路耦合仿真模型,对建模思路、建模步骤和仿真流程进行详细描述。为了验证模型是否准确,利用模型对系统不带屏蔽时的运行状况进行分析,仿真和实验的电感参数及流经收发线圈的电流基本一致,验证了模型的正确性。最后,利用所建模型,对系统的单层或多层复合... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 无线电能传输系统的研究现状
    1.3 屏蔽机构及屏蔽材料的研究现状
    1.4 本文的主要工作和创新点
        1.4.1 本文的主要工作
        1.4.2 本文的创新点
第二章 无线电能传输系统及电磁屏蔽
    2.1 无线电能传输系统的分类
    2.2 ICPT系统的基本结构及工作过程
    2.3 ICPT系统的补偿网络
    2.4 ICPT系统的建模方法
        2.4.1 漏感等效模型
        2.4.2 互感等效模型
    2.5 ICPT系统的电磁屏蔽
        2.5.1 电磁屏蔽的必要性
        2.5.2 电磁屏蔽的原理和基本类型
        2.5.3 电磁屏蔽材料
        2.5.4 屏蔽效能
    2.6 本章小结
第三章 无线电能传输系统磁场-电路耦合建模仿真
    3.1 AGV无线充电系统的构成
    3.2 有限元法与仿真思路
        3.2.1 有限元
        3.2.2 仿真思路
    3.3 基于有限元的三维磁场-电路耦合建模仿真
        3.3.1 线圈的有限元仿真模型
        3.3.2 Simplorer电路模型
    3.4 系统不带屏蔽时的仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 无线电能传输系统单层屏蔽研究
    4.1 电磁屏蔽设计
        4.1.1 电磁屏蔽设计要点
        4.1.2 屏蔽材料的选择
    4.2 铁氧体屏蔽的仿真研究
        4.2.1 铁氧体屏蔽的仿真结果
        4.2.2 厚度对铁氧体屏蔽的影响
    4.3 本章小结
第五章 无线电能传输系统复合屏蔽层研究
    5.1 铁氧体、铝板双层复合屏蔽的仿真研究
        5.1.1 铝板屏蔽的仿真分析
        5.1.2 铁氧体、铝板双层屏蔽的仿真分析
    5.2 铁氧体、纳米晶、铝箔三层屏蔽的仿真研究
        5.2.1 铁氧体、铝板(铝箔)双层屏蔽的不足
        5.2.2 双层屏蔽结构不足的改进方法
        5.2.3 铁氧体、纳米晶、铝箔三层屏蔽结构的仿真分析
    5.3 实验验证
        5.3.1 实验平台构成
        5.3.2 实验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3376161