MCR-WPT的系统仿真及电源设计

发布时间：2020-04-16 22:01

【摘要】：生活中用电设备给人们带来很大方便的同时,连接设备导线也越来越多,这不仅不美观,还有许多的弊端,如线路老化、尖端放电和线路发热等,这些弊端降低了设备的安全性。目前,电动自行车作为交通工具,越来越多的出现在人们的生活当中,随着电动车的经常使用,采用传统的接触式充电方式带给人们许多的麻烦。因此,电动自行车无线充电技术将极大地方便人们的生活,也会具有很大的应用前景。本文主要展开面向电动自行车充电的无线电能传输系统的仿真与实验研究,主要内容如下:首先,介绍了无线电能传输技术的种类,国内外发展现状和应用领域,以及磁耦合谐振式无线电能传输的相关原理。其次,建立磁耦合谐振式无线电能传输的四线圈模型,在此基础上(1)比较了发射和接收线圈匝数变化对系统输出功率的影响,得出当四线圈结构和材质相同时,相比较于增加发射线圈匝数,增加接收线圈匝数会使系统的输出功率更大。(2)分析了源线圈和负载线圈电容补偿量对系统输出功率的影响,得出两侧补偿合适的电容值系统可以输出高于谐振时系统的功率(3)分析了源线圈和负载线圈简化参数对效率和输出功率的影响,得出可以实现负载和源线圈的优化设计。然后,建立了两线圈的模型,在此基础上(1)分析了接收线圈并联电容对系统效率和输出功率的影响,得出调节并联电容值可以提高系统的输出功率;(2)分析了发射线圈回路电阻和品质因数对频率分裂的影响,实现了频率发生分裂位置的计算。最后,设计了无线电能传输系统的电源电路,包括高频信号发生电路和驱动电路、功率放大器等,搭建了面向电动自行车的无线传输充电平台仿真模型,根据电源的设计参数,制作了电源实物并进行测试。
【图文】：

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电能无线传输技术就开始得到人们的注意并进行了初步的研特斯拉提出，通过电场之间的耦合方式使能量在地球表面和电离层输[14]。由于技术水平的限制和资金的缺乏，，这一设想当时没有实现，线电能传输的研究并没有被人们所停止。当科学技术进步，以传统的现状不能满足人们的需求，因此人们对无线电能传输开始研究，成果[15-18]。目前，依据传输原理的差别，此技术有以下几种：电磁电能传输技术，电磁辐射式无线电能传输技术，磁耦合谐振式无线。1 电磁感应式应式磁耦合无线电能传输(Inductively Coupled Power Transfer,简称IC分离变压器机理为基础的将电能无线传输的技术[19-20]，它将电能以传输。图 1-1 为感应式能量传输系统的结构图。

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图 1-2 电磁感应式手机充电实物图ig.1-2 Induction coupling mobile phone charging fig代，新西兰奥克兰大学的科研小组对感应式无们研究了植入到生物体内的微小设备无线供并对有轨电车和单轨行车轨道交通设备的感究了使封装在塑胶薄膜里的线圈阵列产生电线圈则绕制在磁性合金表面，紧贴于设备上州立大学使用感应式无线电能传输技术应用充电，充电功率为 5KW。图 1-2 为电磁感应大学等院校和科研单位在无线电能传输技术-26]。式[27-29]
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM724

【参考文献】