移动式ICPT系统谐振补偿结构与参数优化研究

发布时间：2023-10-11 23:56

　　移动式ICPT(Inductively Coupled Power Transmission,感应耦合无线电能传输)是一种特殊的无线电能传输(Wireless Power Transmission,WPT)。其传输过程无需导线接触,且次级侧可随初级侧沿导轨移动,具有灵活、方便、高效的优点,可实现实时在线充电,在电动交通、电子产品、海洋科学等领域具有重要的工程及现实意义。但因移动式ICPT系统次级侧的可移动性使其磁通量泄漏比传统ICPT系统更严重,从而系统的传输功率、效率较低。此外,移动式ICPT系统在运行时容易出现频率分岔域、开关损耗大、输出无功功率增加等问题,这使移动式ICPT系统在投入到实际应用中还存在诸多挑战。针对移动式ICPT系统工作不稳定以及低耦合系数导致的低效率问题,本文通过对耦合线圈进行无功功率补偿以及优化系统参数来保证系统可靠、安全、高效的工作。首先分析了基本型与复合型无功补偿拓扑。然后基于不同无功补偿方式下分析了移动式ICPT系统的传输特性并选择最为适合移动式ICPT系统的无功补偿方式。其次,选TS-S型补偿网络建立其数学模型,并利用频率稳定性约束校正系统频率,使系统...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 移动式ICPT系统的研究现状
        1.2.2 移动式ICPT系统谐振补偿与参数优化的研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
2 移动式ICPT系统工作原理及其拓扑结构
    2.1 移动式ICPT系统的工作原理及电能变换拓扑
        2.1.1 移动式ICPT系统的工作原理
        2.1.2 移动式ICPT系统电能变换拓扑
    2.2 初、次级侧无功电路拓扑结构
        2.2.1 基本无功补偿拓扑结构
        2.2.2 复合无功补偿拓扑结构
    2.3 系统软开关基本原理
    2.4 小结
3 移动式ICPT系统传输特性分析
    3.1 基本无功补偿拓扑功率传输特性
    3.2 复合无功补偿拓扑功率传输特性
    3.3 不同补偿方式下的功率传输特性
    3.4 不同补偿方式下的效率传输特性
        3.4.1 耦合系数k对系统传输效率影响分析
        3.4.2 品质因数Qi0对系统传输效率影响分析
    3.5 基于Pspice电路仿真验证
    3.6 小结
4 基于NSGA-Ⅱ算法的移动式ICPT系统谐振参数优化
    4.1 移动式ICPT谐振系统的数学建模
        4.1.1 阻抗分析建模方法
        4.1.2 TS-S型谐振系统的数学建模
    4.2 基于NSGA-Ⅱ算法的参数优化
        4.2.1 多目标优化及Pareto最优解
        4.2.2 基于NSGA-Ⅱ算法优化
    4.3 仿真实验
    4.4 小结
5 移动式ICPT系统综合评价指标体系及影响度分析
    5.1 灰色关联度分析方法
    5.2 基于灰色关联度分析法的建模方法
    5.3 移动式ICPT系统综合评价指标体系
    5.4 基于综合评价指标体系的移动式ICPT系统参数影响分析
    5.5 小结
6 发展与展望
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3853043