T型CLC-S补偿恒压感应耦合能量传输系统设计
发布时间：2021-10-01 22:27
针对应用于感应耦合能量传输（Inductive Coupled Power Transfer,ICPT）系统的π型CLC-S补偿恒压输出特性易受电容对称性影响的问题,论文对一种T型CLC-S恒压补偿网络及参数配置方法进行研究,对于改善ICPT系统的恒压特性,提高其传输效率具有重要的理论意义和应用价值。在分析ICPT系统工作原理和能量传输过程的基础上,对ICPT系统涉及到的高频逆变、电磁耦合和谐振补偿拓扑等进行了详细的电路分析。推导出理想情况下π型CLC-S补偿网络具有不受负载变化影响的恒压输出特性。针对该型补偿网络恒压输出特性易受补偿电容对称性的影响且难以改善的问题,尝试提出了一种T型CLC-S补偿结构,并研究了该补偿的阻抗特性。采用互感等效理论建立了 T型CLC-S补偿ICPT系统电路模型,推导出使系统恒压输出的参数约束条件,并研究了耦合系数、频率、温度和寄生电阻对系统恒压特性的影响。对基于T型CLC-S补偿的ICPT系统进行了深入分析,研究了品质因数对系统发射端电流增益和谐振器件电压应力的影响,为补偿元件的选择提供了参考依据;推导出考虑寄生电阻时的原边输入电流和副边输出电压表达式,...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海尔推出的无线供电家电
西安科技大学硕士学位论文22Ip在系统正常工作时保持恒定。将式(3.19)带入(3.17)中，可得输出电压Uo为2oac1T1U=UMC(3.20)从式(3.20)中可看出，当忽略系统中各寄生参数的影响，且系统工作在谐振状态时，T型CLC-S补偿网络的输出电压与输入电压相位相反。理想情况下，系统输出端电压的大小仅受输入电压Uac、工作频率ω1、耦合机构的互感M以及原边电容Cp1影响，负载电阻变化对输出电压不会产生任何影响。因此，T型CLC-S补偿可实现恒压输出。3.1.3T型CLC补偿电流增益分析谐振电路的优劣可通过品质因数来体现，品质因数越高，谐振网络中的损耗越小，谐振电路的特性越好。对于T型CLC-S补偿ICPT系统，输出功率主要通过反射阻抗的大小来体现，结合上文图3.2(b)中原边CLC补偿系统等效电路，可得流过补偿电容CT1电流Ii为212acsiac22p12nn(1)==(1)1nnnTannsjCjUQIUZjQ++(3.21)电流增益为系统的输出电流与输入电流的比值，结合式(3.11)和式(3.18)，在不考虑系统谐振状态且λ=1时，系统原边流过发射线圈的电流Ip相对于系统输入电流Ii的电流增益Gi可表示为2n2npsiissnIQGIQQj==+(3.22)根据所得电流增益表达式，仿真得到不同品质因数下电流增益Gi随归一化角频率ωn变化的曲线如图3.4所示。图3.4品质因数对电流增益的影响关系
西安科技大学硕士学位论文240.00.51.01.52.00200400600电压应力UC1/V归一化角频率ωnQ=0.1Q=0.5Q=1Q=3Q=5图3.5品质因数对电容电压UC1影响曲线从图3.5可以看出，随着品质因数Q的变化，电容CT1两端电压的峰值点位置会发生偏移，且在=1n处，随着品质因数Q值的增大，电容两端的电压呈现下降的趋势。当电容比=1时，电感L1两端的电压UL1可表示为(1)(1)(1)12nnnL1acC1ac222nnnnjQUUUUjQ+==+(3.25)根据式(3.38)对电容CT1的电压有效值进行分析，品质因数对电容CT1电压影响曲线如图3.6所示。图3.6品质因数对电感L1电压影响曲线从图3.6可以看出，随着品质因数Q的变化，电感LT两端电压的峰值点位置会发
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车静态无线充电技术研究综述（上篇）[J]. 吴理豪,张波. 电工技术学报. 2020(06)
[2]一种新型恒压型ICPT系统[J]. 胡耀明,杨鑫鑫,荆晓. 电工技术. 2020(02)
[3]无线电能传输系统共振机理及共振点分布特性研究[J]. 廖志娟,孙跃,叶兆虹,唐春森,葛学健. 电工技术学报. 2020(02)
[4]电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略[J]. 姚知洋,肖静,高立克,杨艺云,吴宛潞. 电力系统自动化. 2019(21)
[5]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)
[6]无线电能传输变频控制方法及系统设计[J]. 秦庆磊,张昌州,欧世峰. 电气应用. 2019(07)
[7]电动汽车无线充电技术综述[J]. 蔡栋兴. 计算机与数字工程. 2019(06)
[8]磁谐振无线电能传输系统的频率跟踪失谐控制[J]. 黄程,陆益民. 电工技术学报. 2019(15)
[9]多负载多线圈无线电能传输系统各路输出的恒压特性设计[J]. 卢伟国,陈伟铭,李慧荣. 电工技术学报. 2019(06)
[10]补偿参数对串/串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析[J]. 张望,伍小杰,夏晨阳,刘旭. 电力系统自动化. 2019(07)
硕士论文
[1]LCC-S补偿式电动汽车无线电能传输系统研究[D]. 靳本豪.燕山大学 2019
[2]基于S/LCC补偿拓扑的无线电能传输技术研究[D]. 张潇锐.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3417451
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海尔推出的无线供电家电
西安科技大学硕士学位论文22Ip在系统正常工作时保持恒定。将式(3.19)带入(3.17)中，可得输出电压Uo为2oac1T1U=UMC(3.20)从式(3.20)中可看出，当忽略系统中各寄生参数的影响，且系统工作在谐振状态时，T型CLC-S补偿网络的输出电压与输入电压相位相反。理想情况下，系统输出端电压的大小仅受输入电压Uac、工作频率ω1、耦合机构的互感M以及原边电容Cp1影响，负载电阻变化对输出电压不会产生任何影响。因此，T型CLC-S补偿可实现恒压输出。3.1.3T型CLC补偿电流增益分析谐振电路的优劣可通过品质因数来体现，品质因数越高，谐振网络中的损耗越小，谐振电路的特性越好。对于T型CLC-S补偿ICPT系统，输出功率主要通过反射阻抗的大小来体现，结合上文图3.2(b)中原边CLC补偿系统等效电路，可得流过补偿电容CT1电流Ii为212acsiac22p12nn(1)==(1)1nnnTannsjCjUQIUZjQ++(3.21)电流增益为系统的输出电流与输入电流的比值，结合式(3.11)和式(3.18)，在不考虑系统谐振状态且λ=1时，系统原边流过发射线圈的电流Ip相对于系统输入电流Ii的电流增益Gi可表示为2n2npsiissnIQGIQQj==+(3.22)根据所得电流增益表达式，仿真得到不同品质因数下电流增益Gi随归一化角频率ωn变化的曲线如图3.4所示。图3.4品质因数对电流增益的影响关系
西安科技大学硕士学位论文240.00.51.01.52.00200400600电压应力UC1/V归一化角频率ωnQ=0.1Q=0.5Q=1Q=3Q=5图3.5品质因数对电容电压UC1影响曲线从图3.5可以看出，随着品质因数Q的变化，电容CT1两端电压的峰值点位置会发生偏移，且在=1n处，随着品质因数Q值的增大，电容两端的电压呈现下降的趋势。当电容比=1时，电感L1两端的电压UL1可表示为(1)(1)(1)12nnnL1acC1ac222nnnnjQUUUUjQ+==+(3.25)根据式(3.38)对电容CT1的电压有效值进行分析，品质因数对电容CT1电压影响曲线如图3.6所示。图3.6品质因数对电感L1电压影响曲线从图3.6可以看出，随着品质因数Q的变化，电感LT两端电压的峰值点位置会发
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车静态无线充电技术研究综述（上篇）[J]. 吴理豪,张波. 电工技术学报. 2020(06)
[2]一种新型恒压型ICPT系统[J]. 胡耀明,杨鑫鑫,荆晓. 电工技术. 2020(02)
[3]无线电能传输系统共振机理及共振点分布特性研究[J]. 廖志娟,孙跃,叶兆虹,唐春森,葛学健. 电工技术学报. 2020(02)
[4]电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略[J]. 姚知洋,肖静,高立克,杨艺云,吴宛潞. 电力系统自动化. 2019(21)
[5]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)
[6]无线电能传输变频控制方法及系统设计[J]. 秦庆磊,张昌州,欧世峰. 电气应用. 2019(07)
[7]电动汽车无线充电技术综述[J]. 蔡栋兴. 计算机与数字工程. 2019(06)
[8]磁谐振无线电能传输系统的频率跟踪失谐控制[J]. 黄程,陆益民. 电工技术学报. 2019(15)
[9]多负载多线圈无线电能传输系统各路输出的恒压特性设计[J]. 卢伟国,陈伟铭,李慧荣. 电工技术学报. 2019(06)
[10]补偿参数对串/串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析[J]. 张望,伍小杰,夏晨阳,刘旭. 电力系统自动化. 2019(07)
硕士论文
[1]LCC-S补偿式电动汽车无线电能传输系统研究[D]. 靳本豪.燕山大学 2019
[2]基于S/LCC补偿拓扑的无线电能传输技术研究[D]. 张潇锐.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3417451
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3417451.html
