磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出特性分析及其优化

发布时间：2017-07-15 11:08

  本文关键词：磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出特性分析及其优化

  更多相关文章： 无线电能传输 磁耦合谐振 最大功率追踪 频率分裂

【摘要】：自从19世纪以来,人类对高效的电能供应方式的研究从未停止。然而随着现代科技的高速发展,电子设备已经无处不在,在一些特殊的环境下,传统的有线电能供应方式由于安全性、便捷性的缺陷而无法适用。因而人们将目光转向无线电能传输技术,填补了电能传输方式的空白。磁耦合谐振式无线电能传输系统作为一种有效的中距离能源传输方法,自2007年麻省理工大学实验成功之后一直是全世界研究机构的研究热点。但是其输出功率和传输效率一直是其难以突破的瓶颈。为分析与优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率,论文对磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性进行了分析、建模与试验,并提出了一种简化的系统模型,以方便设计者分析或确定磁共振式无线电能传输系统的参数。另外为解决原始系统输出功率随线圈相对位置而急剧变化最终导致系统的输出功率低且不稳定的缺点,论文根据磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性提出了一种可行的最大功率点追踪(MPPT)方法以稳定系统的输出功率。使得负载能够在宽距离范围内实现功率最大化。这种方法的目的在于尽可能提高并稳定现有磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率。此外论文基于该方法设计了一个功率较大的磁耦合谐振式无线电能传输系统,进行了80瓦的能量传输试验。并且对该系统进行了合理的分析与实验,结果表明该系统具有输出功率大且输出相对稳定的优点。最后将这种改进的传输系统应用到了电磁轨道式移动供电系统上。并且进行了分析与试验,结果表明该种移动供电系统能够为移动中的物体提供较为稳定的电能供应因,该种电磁轨道式移动供电系统具有广阔的研究前景和极大的研究价值。
【关键词】：无线电能传输 磁耦合谐振 最大功率追踪 频率分裂
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM724
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 论文研究背景和意义10-12
• 1.2 当前研究现状12-18
• 1.3 论文主要内容介绍18-19
• 第二章 磁耦合谐振无线电能传输的理论基础19-28
• 2.1 耦合模理论19-21
• 2.2 电路理论21-23
• 2.3 系统的耦合程度23-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 磁耦合谐振系统功率输出特性分析28-38
• 3.1 系统分析与模型建立28-30
• 3.2 输出特性分析30-33
• 3.3 实验验证33-36
• 3.3.1 实验设计33-34
• 3.3.2 实验数据及分析34-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 磁耦合谐振系统功率优化实验38-51
• 4.1 实验系统设计38-48
• 4.1.1 高频逆变器设计38-42
• 4.1.2 谐振回路设计42-45
• 4.1.3 整流滤波电路设计45-46
• 4.1.4 最大功率点跟踪(MPPT)设计46-48
• 4.2 实验方法48
• 4.3 实验数据及其分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 电磁轨道式移动供电系统的设计51-60
• 5.1 系统设计51-56
• 5.1.1 谐振回路设计52-55
• 5.1.2 移动平台设计55-56
• 5.2 移动供电实验56-57
• 5.3 实验数据57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 总结与展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 附录（攻读硕士学位期间发表论文和参加的科研项目）67

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本文编号：543566