IPT系统高效谐振变换技术研究与仿真

发布时间：2021-01-13 02:13

　　无线电力传输技术使得电能传输摆脱了各种线缆和插座,目前在众多生活的领域中已经有了应用,在多种无线电能传输技术中最为常见和成熟的是电磁感应式无线电能传输（Inductive Power Transfer,简称IPT）技术。电磁感应式无线电能传输技术是基于电磁感应原理实现无线电能传输的,具有安全可靠、灵活方便等特点,已经在电动汽车、家用电器及小型电子产品等领域得到应用。LCC谐振变换器综合了串联谐振变换器及并联谐振变换器的优点,并能使IPT系统的高频逆变器工作在软开关状态。本文主要研究应用于IPT系统的LCC谐振变换器,分析LCC谐振变换器功能原理,建立数学模型并通过基波分析法确定系统主参数。利用MATLAB软件仿真LCC谐振变换器的电特性曲线,提出保持IPT系统高效工作的条件。IPT系统的负载变化将会引起能量发射端的反射阻抗改变,进而引起LCC谐振变换器的谐振频率变化。当LCC谐振变换器的谐振频率发生偏移时,将会造成IPT系统中的功率因数降低甚至使高频逆变器失去软开关功能。进而会导致IPT系统中高频逆变器的开关损耗大、损坏设备,同时系统效率也将下降。本文提出一种可变电容控制策略,该方法克... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 无线电能传输技术分类
        1.2.1 微波式无线电能传输技术
        1.2.2 电场耦合式能量传输技术
        1.2.3 电磁感应式无线电能传输技术
    1.3 软开关技术
        1.3.1 硬开关与软开关
        1.3.2 谐振变换器技术
    1.4 IPT系统国内外研究现状
    1.5 本文研究内容
2 IPT系统结构和谐振变换器分析
    2.1 IPT系统结构
        2.1.1 高频逆变电路
        2.1.2 谐振补偿结构
        2.1.3 电磁耦合结构
    2.2 能量发射端的谐振变换器类型
        2.2.1 二元谐振变换器
        2.2.2 三元谐振变换器
    2.3 开关频率对谐振变换器的影响
        2.3.1 模式一
        2.3.2 模式二
        2.3.3 模式三
    2.4 IPT系统对谐振变换器的要求
    2.5 本章小结
3 IPT系统的谐振变换器设计
    3.1 LCC谐振变换器模型分析
        3.1.1 高频逆变器
        3.1.2 能量接收端无功补偿部分
        3.1.3 LCC谐振变换器等效电路
    3.2 LCC谐振变换器主参数计算
    3.3 LCC谐振变换器软开关实现过程
    3.4 LCC谐振变换器的控制方法
        3.4.1 变频谐振控制策略
        3.4.2 定频移相控制策略
    3.5 本章小结
4 LCC谐振变换控制策略设计
    4.1 LCC谐振变换器特性分析
        4.1.1 开关频率对LCC谐振变换器特性的影响
        4.1.2 并联谐振电容对LCC谐振变换器特性的影响
    4.2 基于可变电容的控制策略设计
        4.2.1 可变电容组结构
        4.2.2 可变电容的控制策略
    4.3 BOOST+LCC谐振变换器电路设计
        4.3.1 Boost电路原理
        4.3.2 Boost+LCC谐振变换器结构
        4.3.3 前级Boost电路设计
    4.4 本章小结
5 仿真模型搭建及仿真实验分析
    5.1 仿真模型搭建
        5.1.1 LCC变换器结构搭建
        5.1.2 相位差测量模块设计
        5.1.3 可变电容组的控制模块设计
    5.2 实验波形分析
        5.2.1 未采用控制策略的相关波形
        5.2.2 采用控制策略的相关波形
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
附录



本文编号：2974003