磁耦合谐振无线电能传输系统的拓扑结构研究
发布时间：2021-04-20 22:49
无线电能传输相较于传统的充电方式具有安全可靠、灵活性好、商业价值高等优点,得到了越来越多的关注和研究,并取得了一系列的研究成果。在磁耦合谐振无线电能传输系统中,补偿拓扑结构不但可以使电路达到谐振状态,还可以提高系统的传输性能。因此,本文针对补偿拓扑结构进行研究。主要研究内容如下:本文首先介绍了三种无线电能传输方式以及现阶段国内外对拓扑结构的研究现状,建立了四种基本补偿结构的数学模型,用电路理论进行分析。利用Matlab对常用的两种基本补偿结构仿真分析,结果表明,串联-串联补偿结构和串联-并联补偿结构在谐振状态下传输性能较好,但在小负载电阻下系统输出功率较低。发射端串联谐振时,开关管会承受很大的电流应力,损坏设备。针对传统基本补偿结构存在的缺点,本文在基本拓扑结构的基础上在发射端和接收端添加电容电感组成LCC型补偿结构。利用Matlab仿真出系统传输性能与负载电阻和耦合系数之间的关系,分析不同负载电阻和耦合系数下频率与LCC型补偿结构的关系。通过PSIM软件分析LCC型电路的恒流和恒压特性,对五种补偿结构的仿真结果进行对比分析,得出不同的复合补偿结构的特点,结合系统经济型、复杂性等选取L...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 无线电能传输方式
1.2.1 微波式无线电能传输
1.2.2 电磁感应式无线电能传输
1.2.3 磁耦合谐振式无线电能传输
1.2.4 三种WPT技术对比
1.3 MCR-WPT系统的国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 论文主要研究内容
第2章 MCR-WPT系统传输原理与基本补偿拓扑结构分析
2.1 MCR-WPT系统构成及工作原理
2.2 基本补偿拓扑结构分析
2.2.1 基本补偿结构等效电路
2.2.2 基本补偿结构数学模型分析
2.2.3 基本补偿拓扑结构对比分析
2.3 SS与SP拓扑结构仿真对比分析
2.4 本章小结
第3章 LCC型 MCR-WPT系统补偿拓扑结构分析
3.1 LCC型补偿拓扑结构等效电路
3.1.1 两线圈结构等效电路图
3.1.2 三线圈结构等效电路图
3.1.3 四线圈结构等效电路图
3.2 LCC-S补偿拓扑结构
3.2.1 LCC-S补偿拓扑结构建模分析
3.2.2 LCC-S补偿拓扑结构恒压特性分析
3.2.3 LCC-S补偿拓扑结构仿真分析
3.3 LCC-P补偿拓扑结构
3.3.1 LCC-P补偿拓扑结构建模分析
3.3.2 LCC-P补偿拓扑结构恒流特性分析
3.3.3 LCC-P补偿拓扑结构仿真分析
3.4 S-LCC补偿拓扑结构
3.4.1 S-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.4.2 S-LCC补偿拓扑结构恒压特性分析
3.4.3 S-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.5 P-LCC补偿拓扑结构
3.5.1 P-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.5.2 P-LCC补偿拓扑结构恒流特性分析
3.5.3 P-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.6 LCC-LCC补偿拓扑结构
3.6.1 LCC-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.6.2 LCC-LCC补偿拓扑结构恒流特性分析
3.6.3 LCC-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.7 五种拓扑结构仿真结果对比分析
3.8 本章小结
第4章 MCR-WPT系统传输特性研究
4.1 负载电阻特性分析
4.2 耦合系数特性分析
4.3 频率分裂现象分析
4.4 ZVS软开关特性分析
4.5 电压增益特性分析
4.6 耦合线圈参数特性分析
4.6.1 耦合线圈类型的选取
4.6.2 耦合线圈自感仿真
4.6.3 线圈互感
4.6.4 耦合线圈等效内阻
4.6.5 耦合线圈高频分布电容
4.6.6 耦合线圈品质因数
4.6.7 添加磁屏蔽对耦合线圈参数影响
4.7 本章小结
第5章 无线电能传输系统的设计和实验分析
5.1 无线电能传输装置电路的设计
5.1.1 逆变电路设计
5.1.2 驱动电路设计
5.1.3 整流滤波电路设计
5.1.4 耦合线圈的选取
5.1.5 谐振补偿电容的选取
5.2 实验结果分析
5.2.1 工作频率对系统传输性能的影响
5.2.2 传输距离对系统传输性能的影响
5.2.3 负载电阻对系统传输性能的影响
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3150554
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 无线电能传输方式
1.2.1 微波式无线电能传输
1.2.2 电磁感应式无线电能传输
1.2.3 磁耦合谐振式无线电能传输
1.2.4 三种WPT技术对比
1.3 MCR-WPT系统的国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 论文主要研究内容
第2章 MCR-WPT系统传输原理与基本补偿拓扑结构分析
2.1 MCR-WPT系统构成及工作原理
2.2 基本补偿拓扑结构分析
2.2.1 基本补偿结构等效电路
2.2.2 基本补偿结构数学模型分析
2.2.3 基本补偿拓扑结构对比分析
2.3 SS与SP拓扑结构仿真对比分析
2.4 本章小结
第3章 LCC型 MCR-WPT系统补偿拓扑结构分析
3.1 LCC型补偿拓扑结构等效电路
3.1.1 两线圈结构等效电路图
3.1.2 三线圈结构等效电路图
3.1.3 四线圈结构等效电路图
3.2 LCC-S补偿拓扑结构
3.2.1 LCC-S补偿拓扑结构建模分析
3.2.2 LCC-S补偿拓扑结构恒压特性分析
3.2.3 LCC-S补偿拓扑结构仿真分析
3.3 LCC-P补偿拓扑结构
3.3.1 LCC-P补偿拓扑结构建模分析
3.3.2 LCC-P补偿拓扑结构恒流特性分析
3.3.3 LCC-P补偿拓扑结构仿真分析
3.4 S-LCC补偿拓扑结构
3.4.1 S-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.4.2 S-LCC补偿拓扑结构恒压特性分析
3.4.3 S-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.5 P-LCC补偿拓扑结构
3.5.1 P-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.5.2 P-LCC补偿拓扑结构恒流特性分析
3.5.3 P-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.6 LCC-LCC补偿拓扑结构
3.6.1 LCC-LCC补偿拓扑结构建模分析
3.6.2 LCC-LCC补偿拓扑结构恒流特性分析
3.6.3 LCC-LCC补偿拓扑结构仿真分析
3.7 五种拓扑结构仿真结果对比分析
3.8 本章小结
第4章 MCR-WPT系统传输特性研究
4.1 负载电阻特性分析
4.2 耦合系数特性分析
4.3 频率分裂现象分析
4.4 ZVS软开关特性分析
4.5 电压增益特性分析
4.6 耦合线圈参数特性分析
4.6.1 耦合线圈类型的选取
4.6.2 耦合线圈自感仿真
4.6.3 线圈互感
4.6.4 耦合线圈等效内阻
4.6.5 耦合线圈高频分布电容
4.6.6 耦合线圈品质因数
4.6.7 添加磁屏蔽对耦合线圈参数影响
4.7 本章小结
第5章 无线电能传输系统的设计和实验分析
5.1 无线电能传输装置电路的设计
5.1.1 逆变电路设计
5.1.2 驱动电路设计
5.1.3 整流滤波电路设计
5.1.4 耦合线圈的选取
5.1.5 谐振补偿电容的选取
5.2 实验结果分析
5.2.1 工作频率对系统传输性能的影响
5.2.2 传输距离对系统传输性能的影响
5.2.3 负载电阻对系统传输性能的影响
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3150554
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3150554.html
