基于LCL谐振电路的无线电能传输系统研究与设计
发布时间：2021-10-27 02:12
随着科技水平的不断发展和国家政策的大力扶持,无线电能传输技术得到越来越广泛的关注。然而,如何利用无线电能传输技术给具有宽负载变化范围的用电设备提供稳定、可靠的电能保障,已经成为该领域亟待解决的问题。因此,研究变载情况下无线电能传输系统如何实现恒压/恒流输出,具有一定的理论意义和研究价值。本论文的主要工作和研究成果如下:首先,对LC型补偿拓扑进行了理论分析。分析结果表明:SS型补偿拓扑具有恒流输出特性,SP型补偿拓扑具有恒压输出特性。但是,由于受到频率分裂现象的影响,SS型和SP型补偿拓扑并不适合用来解决变载情况下的恒压/恒流输出问题。所以,进一步介绍了性能更为优良的高阶补偿谐振网络,并选定LCL谐振电路作为无线电能传输系统的原边补偿拓扑。其次,对LCL-S型、LCL-P型、LCL-LCL型以及LCL-LCC型补偿拓扑的输出特性进行了详细分析,分析结果表明:LCL-S型补偿拓扑具有恒压输出特性,LCL-P型补偿拓扑具有恒流输出特性,LCL-LCL型和LCL-LCC型补偿拓扑兼具恒压、恒流输出特性。由于无线电能传输系统在反射阻抗为纯阻性的时候,拥有较好的稳定性。因此,本论文结合LCL-S型...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图
西安科技大学硕士学位论文2图1.1磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图感应耦合式无线电能传输技术，原理类似于松耦合变压器，其参数设计简单、安全性高、近距离可传输千瓦级电能且技术较为成熟，但传输距离较短（cm级）、抗偏移能力较差。目前，感应耦合式主要被用在医疗电子、电动汽车、移动设备等方面[6]。图1.2为感应耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.2感应耦合式无线电能传输系统示意图电场耦合式无线电能传输技术，是以高频电场作为能量载体进行电能传递，其基本工作原理为：直流电源经逆变电路产生高频交流电，然后经谐振网络，给发射电极提供激励高电压。在此激励高电压作用下，发射电极与接收电极之间形成高频电场，高频电场在接收极板上产生电势差，再经副边谐振网络、电能变换等，最终为用电设备提供电能。电场耦合式系统的耦合机构一般由金属平板电容构成，这种耦合机构价格便宜、柔韧性好、形状自由且对周围环境电磁干扰性较小，但易出现介质击穿等问题[7]。图1.3为电场耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.3电场耦合式无线电能传输系统示意图射频和微波式无线电能传输技术与无线电通信技术的基本原理类似，只是射频和微波式所发射的信号不是信息信号而是能量信号。该技术能进行远距离（数百米）电能传输，但是，对障碍物的穿透性较差，传输效率较低，且输出功率小（mW～W）。射频和微波式技术，工作在高频段（MHz～GHz），且发射端需要大功率微波天线，所以这
西安科技大学硕士学位论文2图1.1磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图感应耦合式无线电能传输技术，原理类似于松耦合变压器，其参数设计简单、安全性高、近距离可传输千瓦级电能且技术较为成熟，但传输距离较短（cm级）、抗偏移能力较差。目前，感应耦合式主要被用在医疗电子、电动汽车、移动设备等方面[6]。图1.2为感应耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.2感应耦合式无线电能传输系统示意图电场耦合式无线电能传输技术，是以高频电场作为能量载体进行电能传递，其基本工作原理为：直流电源经逆变电路产生高频交流电，然后经谐振网络，给发射电极提供激励高电压。在此激励高电压作用下，发射电极与接收电极之间形成高频电场，高频电场在接收极板上产生电势差，再经副边谐振网络、电能变换等，最终为用电设备提供电能。电场耦合式系统的耦合机构一般由金属平板电容构成，这种耦合机构价格便宜、柔韧性好、形状自由且对周围环境电磁干扰性较小，但易出现介质击穿等问题[7]。图1.3为电场耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.3电场耦合式无线电能传输系统示意图射频和微波式无线电能传输技术与无线电通信技术的基本原理类似，只是射频和微波式所发射的信号不是信息信号而是能量信号。该技术能进行远距离（数百米）电能传输，但是，对障碍物的穿透性较差，传输效率较低，且输出功率小（mW～W）。射频和微波式技术，工作在高频段（MHz～GHz），且发射端需要大功率微波天线，所以这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于T型CLC谐振网络的恒压型电场耦合电能传输系统负载自适应技术[J]. 赵鱼名,王智慧,苏玉刚,卿晓东,吴学颖. 电工技术学报. 2020(01)
[2]LCC-S型无线电能传输系统优化配置及特性研究[J]. 国玉刚,崔纳新. 电工技术学报. 2019(18)
[3]基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究[J]. 刘帼巾,白佳航,崔玉龙,李志刚,岳承浩. 电工技术学报. 2019(08)
[4]补偿参数对串/串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析[J]. 张望,伍小杰,夏晨阳,刘旭. 电力系统自动化. 2019(07)
[5]双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J]. 陶文栋,王玉斌,张丰一,曲增彬,潘腾腾. 电工技术学报. 2018(24)
[6]副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计[J]. 吉莉,王丽芳,廖承林,李树凡. 电力系统自动化. 2017(23)
[7]电动汽车无线充电电磁环境安全性研究[J]. 徐桂芝,李晨曦,赵军,张献. 电工技术学报. 2017(22)
[8]基于LCL-S型ICPT系统的恒流输出分析与控制[J]. 国玉刚,李超群,崔纳新. 电源学报. 2017(02)
[9]采用新型负载恒流供电复合谐振网络的无线电能传输系统[J]. 夏晨阳,陈国平,任思源,雷轲,张杨,孙彦景. 电力系统自动化. 2017(02)
[10]磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法[J]. 李中启,黄守道,易吉良,李军军. 电力系统自动化. 2017(02)
博士论文
[1]具有恒压/恒流输出特性的电场耦合无线电能传输系统拓扑研究[D]. 谢诗云.重庆大学 2017
[2]磁耦合谐振式无线电能传输系统效率分析与优化[D]. 李中启.湖南大学 2016
硕士论文
[1]井下电子工具非接触式电能传输系统建模[D]. 杨婧翌.西安石油大学 2019
[2]长距离感应耦合式无线电能传输技术研究[D]. 宗翰林.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于LCC拓扑的多线圈电动汽车无线电能传输的设计与研究[D]. 陈浩垚.江苏大学 2019
[4]基于双边LCC拓扑结构的抗偏移静态无线充电系统研究[D]. 张成良.哈尔滨工业大学 2018
[5]LCL型补偿感应耦合电能传输系统的分析与设计[D]. 李青青.西安科技大学 2018
[6]电动汽车无线充电补偿网络输出特性研究[D]. 王换民.西安理工大学 2017
[7]电动汽车无线充电系统建模与电磁辐射安全性研究[D]. 王硕.清华大学 2017
[8]微波无线电能传输系统发射端高频功率变换器的研究[D]. 檀瑞安.南京航空航天大学 2017
[9]植入式喉起搏器的研究与设计[D]. 钟建.华南理工大学 2012
本文编号：3460663
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图
西安科技大学硕士学位论文2图1.1磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图感应耦合式无线电能传输技术，原理类似于松耦合变压器，其参数设计简单、安全性高、近距离可传输千瓦级电能且技术较为成熟，但传输距离较短（cm级）、抗偏移能力较差。目前，感应耦合式主要被用在医疗电子、电动汽车、移动设备等方面[6]。图1.2为感应耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.2感应耦合式无线电能传输系统示意图电场耦合式无线电能传输技术，是以高频电场作为能量载体进行电能传递，其基本工作原理为：直流电源经逆变电路产生高频交流电，然后经谐振网络，给发射电极提供激励高电压。在此激励高电压作用下，发射电极与接收电极之间形成高频电场，高频电场在接收极板上产生电势差，再经副边谐振网络、电能变换等，最终为用电设备提供电能。电场耦合式系统的耦合机构一般由金属平板电容构成，这种耦合机构价格便宜、柔韧性好、形状自由且对周围环境电磁干扰性较小，但易出现介质击穿等问题[7]。图1.3为电场耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.3电场耦合式无线电能传输系统示意图射频和微波式无线电能传输技术与无线电通信技术的基本原理类似，只是射频和微波式所发射的信号不是信息信号而是能量信号。该技术能进行远距离（数百米）电能传输，但是，对障碍物的穿透性较差，传输效率较低，且输出功率小（mW～W）。射频和微波式技术，工作在高频段（MHz～GHz），且发射端需要大功率微波天线，所以这
西安科技大学硕士学位论文2图1.1磁耦合谐振式无线电能传输系统示意图感应耦合式无线电能传输技术，原理类似于松耦合变压器，其参数设计简单、安全性高、近距离可传输千瓦级电能且技术较为成熟，但传输距离较短（cm级）、抗偏移能力较差。目前，感应耦合式主要被用在医疗电子、电动汽车、移动设备等方面[6]。图1.2为感应耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.2感应耦合式无线电能传输系统示意图电场耦合式无线电能传输技术，是以高频电场作为能量载体进行电能传递，其基本工作原理为：直流电源经逆变电路产生高频交流电，然后经谐振网络，给发射电极提供激励高电压。在此激励高电压作用下，发射电极与接收电极之间形成高频电场，高频电场在接收极板上产生电势差，再经副边谐振网络、电能变换等，最终为用电设备提供电能。电场耦合式系统的耦合机构一般由金属平板电容构成，这种耦合机构价格便宜、柔韧性好、形状自由且对周围环境电磁干扰性较小，但易出现介质击穿等问题[7]。图1.3为电场耦合式无线电能传输系统的示意图。图1.3电场耦合式无线电能传输系统示意图射频和微波式无线电能传输技术与无线电通信技术的基本原理类似，只是射频和微波式所发射的信号不是信息信号而是能量信号。该技术能进行远距离（数百米）电能传输，但是，对障碍物的穿透性较差，传输效率较低，且输出功率小（mW～W）。射频和微波式技术，工作在高频段（MHz～GHz），且发射端需要大功率微波天线，所以这
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于T型CLC谐振网络的恒压型电场耦合电能传输系统负载自适应技术[J]. 赵鱼名,王智慧,苏玉刚,卿晓东,吴学颖. 电工技术学报. 2020(01)
[2]LCC-S型无线电能传输系统优化配置及特性研究[J]. 国玉刚,崔纳新. 电工技术学报. 2019(18)
[3]基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究[J]. 刘帼巾,白佳航,崔玉龙,李志刚,岳承浩. 电工技术学报. 2019(08)
[4]补偿参数对串/串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析[J]. 张望,伍小杰,夏晨阳,刘旭. 电力系统自动化. 2019(07)
[5]双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J]. 陶文栋,王玉斌,张丰一,曲增彬,潘腾腾. 电工技术学报. 2018(24)
[6]副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计[J]. 吉莉,王丽芳,廖承林,李树凡. 电力系统自动化. 2017(23)
[7]电动汽车无线充电电磁环境安全性研究[J]. 徐桂芝,李晨曦,赵军,张献. 电工技术学报. 2017(22)
[8]基于LCL-S型ICPT系统的恒流输出分析与控制[J]. 国玉刚,李超群,崔纳新. 电源学报. 2017(02)
[9]采用新型负载恒流供电复合谐振网络的无线电能传输系统[J]. 夏晨阳,陈国平,任思源,雷轲,张杨,孙彦景. 电力系统自动化. 2017(02)
[10]磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法[J]. 李中启,黄守道,易吉良,李军军. 电力系统自动化. 2017(02)
博士论文
[1]具有恒压/恒流输出特性的电场耦合无线电能传输系统拓扑研究[D]. 谢诗云.重庆大学 2017
[2]磁耦合谐振式无线电能传输系统效率分析与优化[D]. 李中启.湖南大学 2016
硕士论文
[1]井下电子工具非接触式电能传输系统建模[D]. 杨婧翌.西安石油大学 2019
[2]长距离感应耦合式无线电能传输技术研究[D]. 宗翰林.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于LCC拓扑的多线圈电动汽车无线电能传输的设计与研究[D]. 陈浩垚.江苏大学 2019
[4]基于双边LCC拓扑结构的抗偏移静态无线充电系统研究[D]. 张成良.哈尔滨工业大学 2018
[5]LCL型补偿感应耦合电能传输系统的分析与设计[D]. 李青青.西安科技大学 2018
[6]电动汽车无线充电补偿网络输出特性研究[D]. 王换民.西安理工大学 2017
[7]电动汽车无线充电系统建模与电磁辐射安全性研究[D]. 王硕.清华大学 2017
[8]微波无线电能传输系统发射端高频功率变换器的研究[D]. 檀瑞安.南京航空航天大学 2017
[9]植入式喉起搏器的研究与设计[D]. 钟建.华南理工大学 2012
本文编号：3460663
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