谐振式无线电能传输系统功效特性分析与优化研究
发布时间：2022-01-10 20:08
谐振式无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术是电气工程领域的一项前沿科技,通过电磁转换传递电能,能够有效解决传统电缆供电方式的线路老化、尖端放电、产生电火花等不足,更加适合在潮湿环境、雨雪天气等极端环境下进行智能且安全的供电。但受限于现有技术研究,目前谐振式WPT系统依然存在电能传输效率较低、电能传输距离较短、电能传输容量较小等问题,使得该技术的推广及应用受到了极大地限制,在提高谐振式WPT系统的综合性能等方面依然存在许多技术难题,亟需突破。因此,本文选取采用基础串联-串联（Series-Series,SS）补偿拓扑结构的两线圈谐振式WPT系统作为课题研究对象,针对系统的关键组成部分,为有效提高系统电能传输容量与效率,展开了谐振式WPT系统的功效特性分析与优化研究。为研究谐振式WPT系统的电能传输特性,运用耦合电路理论,建立了完整的WPT系统数学模型,包括线圈系统电路模型和系统中电力电子变换器损耗模型两部分。并以此为基础,对系统直流输入电压、谐振频率、驱动频率、负载电阻和线圈间耦合系数共五个系统关键因素在系统的电能传输容量、线圈系统效率和系统整体效率...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
接触式充电示意图
图 1-3 奥克兰大学设计的无线电能传输系统示意图re 1-3 Schematic of the WPT system developed by the Auckland Univ1 世纪后，WPT 技术的研究再次取得了突破性的进展。20的 Karalis A 等人[9]提出一种磁耦合谐振式 WPT 技术，并了系统的机理，得出了磁耦合谐振式 WPT 系统工作在强效率中程距离的电能无线传输的结论。并于 2007 年利用现了中距离的无线电能传输[10]，在 2 米多的距离内将一输效率达到 40％左右，其实验装置如图 1-4 所示。该研究学期刊《Science》的认可，这不仅大大提高了 WPT 技了全球众多高校和科研机构越来越多的重视与关注。论上具有近场传输电能高效低损耗的特点[9,10]，本文也将象展开谐振式 WPT 系统的功效特性分析与优化研究，后所指的 WPT 技术均为谐振式 WPT 技术。
图 2-5 WPT 系统实验平台Figure 2-5 Experimental platform of the WPT system使用的平面螺旋线圈如图 2-6 所示，其设计参数生电阻通过阻抗分析仪(WAYNE KERRR, 6500电容由不同容值的电容串并联组成以提供所需频耐压值。实验中所建立的 85kHz 谐振频率设计。副边线流电源AC-DC整流器-AC变换器控制电路板 副边补偿滤波电容原边补偿电容
【参考文献】：
期刊论文
[1]基波-谐波双通路并行感应耦合电能传输系统[J]. 夏晨阳,任思源,马念,侯永全,孙彦景,陈俊. 电力系统自动化. 2017(07)
[2]采用新型负载恒流供电复合谐振网络的无线电能传输系统[J]. 夏晨阳,陈国平,任思源,雷轲,张杨,孙彦景. 电力系统自动化. 2017(02)
[3]三线圈ICPT系统中继线圈的位置优化[J]. 孙跃,李云涛,叶兆虹,戴欣. 电工技术学报. 2016(13)
[4]LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法[J]. 孙跃,张欢,唐春森,陶维,马浚豪. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统[J]. 夏晨阳,庄裕海,邵祥,刘志远,童为为,孙跃. 中国电机工程学报. 2015(04)
[6]磁耦合谐振式无线电能传输两种基本结构的比较(英文)[J]. 张艺明,赵争鸣,袁立强,鲁挺. 电工技术学报. 2013(S2)
[7]一种无线电能传输系统的盘式谐振器优化设计[J]. 谭林林,黄学良,赵俊锋,赵家明,王维,周亚龙. 电工技术学报. 2013(08)
[8]基于公共直流母线的链式可拓展电池储能系统及控制[J]. 金一丁,宋强,刘文华. 电力系统自动化. 2010(15)
[9]运动设备无接触供电系统耦合特性的研究[J]. 武瑛,严陆光,徐善纲. 电工电能新技术. 2005(03)
[10]非接触电能传输系统频率分叉现象研究[J]. 韩腾,卓放,闫军凯,刘涛,王兆安. 电工电能新技术. 2005(02)
博士论文
[1]大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D]. 李阳.河北工业大学 2012
[2]基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D]. 杨芳勋.重庆大学 2012
本文编号：3581336
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
接触式充电示意图
图 1-3 奥克兰大学设计的无线电能传输系统示意图re 1-3 Schematic of the WPT system developed by the Auckland Univ1 世纪后，WPT 技术的研究再次取得了突破性的进展。20的 Karalis A 等人[9]提出一种磁耦合谐振式 WPT 技术，并了系统的机理，得出了磁耦合谐振式 WPT 系统工作在强效率中程距离的电能无线传输的结论。并于 2007 年利用现了中距离的无线电能传输[10]，在 2 米多的距离内将一输效率达到 40％左右，其实验装置如图 1-4 所示。该研究学期刊《Science》的认可，这不仅大大提高了 WPT 技了全球众多高校和科研机构越来越多的重视与关注。论上具有近场传输电能高效低损耗的特点[9,10]，本文也将象展开谐振式 WPT 系统的功效特性分析与优化研究，后所指的 WPT 技术均为谐振式 WPT 技术。
图 2-5 WPT 系统实验平台Figure 2-5 Experimental platform of the WPT system使用的平面螺旋线圈如图 2-6 所示，其设计参数生电阻通过阻抗分析仪(WAYNE KERRR, 6500电容由不同容值的电容串并联组成以提供所需频耐压值。实验中所建立的 85kHz 谐振频率设计。副边线流电源AC-DC整流器-AC变换器控制电路板 副边补偿滤波电容原边补偿电容
【参考文献】：
期刊论文
[1]基波-谐波双通路并行感应耦合电能传输系统[J]. 夏晨阳,任思源,马念,侯永全,孙彦景,陈俊. 电力系统自动化. 2017(07)
[2]采用新型负载恒流供电复合谐振网络的无线电能传输系统[J]. 夏晨阳,陈国平,任思源,雷轲,张杨,孙彦景. 电力系统自动化. 2017(02)
[3]三线圈ICPT系统中继线圈的位置优化[J]. 孙跃,李云涛,叶兆虹,戴欣. 电工技术学报. 2016(13)
[4]LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法[J]. 孙跃,张欢,唐春森,陶维,马浚豪. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统[J]. 夏晨阳,庄裕海,邵祥,刘志远,童为为,孙跃. 中国电机工程学报. 2015(04)
[6]磁耦合谐振式无线电能传输两种基本结构的比较(英文)[J]. 张艺明,赵争鸣,袁立强,鲁挺. 电工技术学报. 2013(S2)
[7]一种无线电能传输系统的盘式谐振器优化设计[J]. 谭林林,黄学良,赵俊锋,赵家明,王维,周亚龙. 电工技术学报. 2013(08)
[8]基于公共直流母线的链式可拓展电池储能系统及控制[J]. 金一丁,宋强,刘文华. 电力系统自动化. 2010(15)
[9]运动设备无接触供电系统耦合特性的研究[J]. 武瑛,严陆光,徐善纲. 电工电能新技术. 2005(03)
[10]非接触电能传输系统频率分叉现象研究[J]. 韩腾,卓放,闫军凯,刘涛,王兆安. 电工电能新技术. 2005(02)
博士论文
[1]大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D]. 李阳.河北工业大学 2012
[2]基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D]. 杨芳勋.重庆大学 2012
本文编号：3581336
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