水下中大功率感应耦合电能传输系统研制

发布时间：2017-08-11 12:37

  本文关键词：水下中大功率感应耦合电能传输系统研制

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【摘要】：如今,人们已踏进开发海洋、利用海洋的新纪元,但是传统的水下探测设备充电方式却阻碍着人们进军海洋的步伐。传统的水下设备供电或依靠电池,每次回收充电繁琐;或依靠电缆,设备活动区域小,而本文提出的水下中大功率感应耦合电能传输系统旨在解决这个问题。水下感应式耦合电能传输系统是一种以电磁感应现象为原理的能量传输系统,通过“电—磁—电”的转换关系,达到无线充电的效果,拥有安全,简单,灵活等特点。本文首先介绍了水下感应式耦合电能传输系统的工作原理和系统构造,再根据论文研究内容对系统的各个组成部分进行分析说明,其中设计的重点是驱动逆变电路的设计、控制测量系统的设计、耦合器的制作以及PC人机界面的编写。系统总体可以分为以下部分:1硬件电路设计:系统采用了适用于高频大功率的驱动逆变电路,结合软开关技术,有效地防止了功率开关管在打开关断时产生的电压和电流尖峰,保护功率开关管的同时减少了开关损耗;采用了合适的主控芯片和各类测量电路,能够准确得采集各类系统信息,提高系统的可靠性。2耦合器设计:通过对比各类耦合器结构,综合本系统的使用环境,确定无磁芯的耦合线圈为最佳选择。经理论分析,软件模拟仿真,综合考虑水下环境因素最终确定耦合线圈的各个参数。3软件设计:根据系统对采样值的要求,准确编写下位机程序,使主控芯片实时高效地控制PWM输出并采集发送各测量信息;使用C#编写了PC人机界面,能使工作人员能够实时监控系统。最后测试结果表明,系统的各个功能模块都能正常工作,输出功率和效率都达到设计要求。
【关键词】：水下 感应耦合 电能传输 耦合器 人机界面
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM724
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 发展现状12-14
• 1.2.1 国外发展现状12-14
• 1.2.2 国内发展现状14
• 1.3 研究意义与内容14-15
• 1.4 论文组织结构安排15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 系统原理与设计17-21
• 2.1 系统关键技术及原理17-18
• 2.2 系统结构18-20
• 2.2.1 供电端结构18-19
• 2.2.2 设备端结构19
• 2.2.3 耦合器结构19-20
• 2.3 系统主要创新点20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 硬件电路设计21-47
• 3.1 逆变电路21-28
• 3.1.1 概述21
• 3.1.2 技术指标21-22
• 3.1.3 拓扑结构分析22-27
• 3.1.4 功率开关管的选择27-28
• 3.2 驱动电路28-30
• 3.3 整流滤波电路30-31
• 3.4 控制测量系统31-40
• 3.4.1 主控电路31-35
• 3.4.2 电压测量电路35-36
• 3.4.3 电流测量电路36-37
• 3.4.4 温度采集与散热电路37-38
• 3.4.5 通信电路38-40
• 3.5 保护电路40-41
• 3.6 软开关电路41-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第4章 耦合器设计47-58
• 4.1 概述47
• 4.2 耦合器选型47-48
• 4.3 参数设计48-50
• 4.4 补偿技术50-54
• 4.5 耦合器仿真与制作54-56
• 4.6 深海环境因素对耦合器的影响56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 软件设计58-68
• 5.1 上位机软件58-62
• 5.1.1 概述58
• 5.1.2 上位机界面介绍58-62
• 5.2 下位机软件62-66
• 5.2.1 概述62
• 5.2.2 程序流程图62-66
• 5.3 数据通信协议介绍66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第6章 系统调试68-84
• 6.1 驱动逆变电路调试68-70
• 6.2 控制电路调试70-73
• 6.2.1 主控电路与通信电路调试70-71
• 6.2.2 电压电流测量电路调试71-72
• 6.2.3 温度采集与散热电路72-73
• 6.3 上位机调试73-76
• 6.4 系统联调76-83
• 6.5 本章小结83-84
• 第7章 总结与展望84-85
• 7.1 总结84
• 7.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 附录A89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 沙春芳;;红外温度计MLX90614及其应用[J];现代电子技术;2007年22期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 付翔;高速动车组辅助供电系统的研究[D];西南交通大学;2010年

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本文编号：656182