电场耦合式非导体接触供电稳压稳流技术研究

发布时间：2017-11-28 17:12

  本文关键词：电场耦合式非导体接触供电稳压稳流技术研究

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【摘要】：非接触电能传输(Contactless Power Transfer, CPT)技术是当前电气工程领域的研究热点之一。它利用磁场、电场、超声波等,将电能以非电气接触的方式传输给静止或者移动的用电设备。与传统的电能传输方式相比,它能够消除接触火花和机械摩擦,解决导线难以通过的问题,具有便捷、安全、灵活等优点,在便携式电子产品、生物医学、能源交通、水下、矿井等领域具有广阔的应用前景。近年来,电场耦合式非接触电能传输(Capacitively Coupled Contactless Power Transfer, CCPT)技术因其独特的优势引起了学者们的广泛研究,具有较高的实用价值。本文重点研究了电场耦合式非导体接触供电的稳压稳流技术,以实现耦合电容或负载改变情况下的电能稳定传输。在研究过程中,主要做了以下工作：为了开展研究工作,简要介绍了CCPT系统的总体结构,详细分析了其中的高频逆变电路、电场耦合机构以及补偿电路三个部分,并总结了CCPT系统的特点。为了向耦合电容提供高频电能,研究了双E类逆变器。分析了具体工作模态,详细推导了元件参数计算公式,并对PWM控制电路和驱动电路进行了分析。利用仿真和实验手段,验证了双E类逆变器的高效性。研究了CCPT系统电路的稳定输出特性,包括稳压输出和稳流输出。在基波条件下,基于谐振原理,设计了阻抗变换电路,在耦合电容或负载在允许范围内变化时,负载上可以得到有效值近似不变的电压和电流,从而避免了相对复杂的频率跟踪技术。利用电力电子仿真软件PSIM搭建了相应的仿真模型,对基于双E类逆变器的CCPT系统负载端的稳压和稳流输出特性进行了仿真研究,并依据理论分析和仿真结果搭建实际系统,利用仿真和实验,对原理和设计进行了验证。结果说明,耦合电容或负载在允许范围内变化时,所设计的CCPT系统仍能够输出稳定的电压和电流,增强了CCPT系统电路对耦合电容变化和负载变化的适应性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM724

【参考文献】

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1 孙跃;李砚玲;;非接触传输系统的广义状态空间平均法分析[J];同济大学学报(自然科学版);2010年10期

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本文编号：1234718