阵列式多发射多类型负载无线电能传输系统研究

发布时间：2022-08-23 16:21

　　无线电能传输技术最大的特点就是用电负载与供电设备之间无电气连接线与接口,可以对用电设备实现非接触隔离式供电。将无线电能传输技术应用于高温湿润的厨房可以提高厨房电器使用的安全性及便捷性。随着需求的增加,单发射单接收的“一对一”无线电能传输系统应用在负载种类数量众多的厨房环境具有一定局限性,多发射线圈同时为多种类多数量负载供电的“多对多”无线电能传输系统更满足厨房电器的供电需求。但“多对多”无线电能传输系统存在结构复杂,发射阵列难于设计,难以实现多负载兼容等问题。本文基于以上背景对“多对多”无线电能传输系统进行了研究。本文基于无线电能传输与感应加热技术在原理上的相似性,结合厨房电器供电系统功能需求,提出了一套兼容铁锅（电磁加热）和电饭锅（电磁供电）两种类型负载的“多对多”无线电能传输系统结构。选择了与系统工况匹配的谐振补偿拓扑,并建立电路模型进行分析,推导了其阻抗特性及功率效率表达式。从电路互感理论和能量耦合两个角度分析了多发射线圈间相互耦合对系统的影响。发射线圈阵列是“多对多”系统的核心,发射线圈阵列的形式直接影响系统的性能。本文对发射阵列着重进行研究和设计,对线圈形状进行了选择,提出了... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 无线电能传输技术
        1.2.1 原理及分类
        1.2.2 磁耦合谐振式无线电能传输技术
    1.3 无线电能传输技术研究现状
        1.3.1 补偿网络研究现状
        1.3.2 无线电能传输技术国内研究现状
        1.3.3 无线电能传输技术国外研究现状
    1.4 多线圈无线电能传输系统研究现状
        1.4.1 多负载无线电能传输系统研究现状
        1.4.2 多发射无线电能传输系统研究现状
        1.4.3 国内外研究现状简析
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 系统设计与建模分析
    2.1 引言
    2.2 无线电能传输及感应加热系统简析
        2.2.1 磁耦合谐振式无线电能传输系统
        2.2.2 感应加热系统
    2.3 系统功能分析与设计
        2.3.1 系统功能分析
        2.3.2 系统设计
    2.4 补偿网络对比分析
        2.4.1 S-S补偿拓扑分析
        2.4.2 考虑多发射线圈间耦合的S-S补偿拓扑分析
        2.4.3 LCC-S补偿拓扑分析
        2.4.4 补偿拓扑选择
    2.5 适用于多发射线圈系统的发射线圈结构研究
        2.5.1 线圈形状的选择
        2.5.2 适用于多发射系统的发射线圈结构优化
    2.6 本章小结
第3章 发射线圈阵列设计与控制策略研究
    3.1 引言
    3.2 发射阵列形式设计与研究
        3.2.1 多发射线圈排布方式设计
        3.2.2 多发射线圈的电气连接方式设计
        3.2.3 电感波动性能研究
    3.3 系统拓扑设计与控制策略研究
        3.3.1 系统拓扑及开关切换控制策略
        3.3.2 铁锅负载调功策略研究
    3.4 系统参数设计及仿真验证
        3.4.1 系统参数设计
        3.4.2 仿真验证
    3.5 本章小结
第4章 场路耦合仿真及实验研究
    4.1 引言
    4.2 系统场路耦合仿真研究
        4.2.1 场路耦合仿真模型的建立
        4.2.2 负载兼容性研究
        4.2.3 铁锅负载工作特性研究
        4.2.4 电饭锅负载工作特性研究
    4.3 硬件电路设计
        4.3.1 整流电路设计
        4.3.2 逆变电路设计
        4.3.3 开关切换电路设计
        4.3.4 主控电路设计
    4.4 实验研究
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3678094