基于调频控制和扁平螺线管的强抗偏移WPT系统研究

发布时间：2023-11-26 17:09

　　无线电能传输(WPT)技术凭借其灵活方便、维护简单、高可靠性与环境适应性,正受到广泛的关注与研究。但实际场合中原副边的偏移往往不可避免,这会导致输出电压和能量传输效率明显恶化,这一缺陷严重阻碍了WPT系统的进一步发展。因此有必要从两方面着手共同推进WPT系统抗偏移性能的提高:一方面要减小耦合系数随偏移距离增加的下降速度;另一方面要通过闭环设计使得耦合系数变化时,系统仍能够平稳地传输能量。本文首先从磁耦合结构出发,采用了扁平螺线管磁耦合结构,并从磁力线角度详细阐述了其优异抗偏移性能的两大原因,并进一步简化磁芯,确定了分立式扁平螺线管的结构;其次,利用控制变量的方法,提出了强抗偏移磁耦合结构的参数优化方法,得到给定约束下的最佳参数;仿真结果表明,所采用的磁耦合结构在水平与竖直方向上的抗偏移性能远优于其他传统抗偏移结构。由于存在严重的漏磁,WPT系统并不能采用传统的变压器模型,因此本文从磁通角度出发推导漏感与互感两种等效模型,并提出基于漏感补偿的S/S拓扑,以达到高效恒压输出且易实现软开关的目的。本文利用基波分析法推导了该拓扑下的电压增益,并对输入阻抗角、谐波与器件应力等特性进行了深入分析;...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 磁耦合结构研究现状
        1.2.2 补偿拓扑研究现状
        1.2.3 闭环控制策略研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 分立式扁平螺线管结构的研究
    2.1 引言
    2.2 分立式扁平螺线管结构的提出
    2.3 分立式扁平螺线管结构的优化
    2.4 抗偏移性能对比
    2.5 本章小结
第3章 基于漏感补偿的S/S拓扑分析
    3.1 引言
    3.2 松耦合变压器建模分析
    3.3 补偿拓扑基波分析
    3.4 补偿拓扑特性分析
        3.4.1 输入阻抗角分析
        3.4.2 补偿拓扑谐波分析
        3.4.3 无源器件应力分析
    3.5 电压增益的频率特性分析
    3.6 本章小结
第4章 系统闭环控制策略及建模研究
    4.1 引言
    4.2 基于调频控制的WPT系统设计
        4.2.1 系统方案
        4.2.2 程序设计
    4.3 基于EDF法的调频系统建模
    4.4 控制器补偿环节设计
    4.5 本章小结
第5章 系统仿真验证
    5.1 引言
    5.2 仿真电路及参数
    5.3 抗偏移性能验证
    5.4 系统损耗分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3868203