寬功率范圍的ICPT系統(tǒng)效率優(yōu)化研究.pdf

1、作為無線電能傳輸系統(tǒng)重要分支,感應(yīng)耦合電能傳輸(inductively coupled power transfer,ICPT)技術(shù)通過空間電磁耦合以非接觸的形式將電能從固定電源傳輸給一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)負(fù)載。ICPT系統(tǒng)寬功率的應(yīng)用以及高效率的能量傳輸是ICPT技術(shù)迫不及待的發(fā)展趨勢。本文以多功率等級的多種家電設(shè)備在ICPT系統(tǒng)通用能量供電平臺高效率穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作頻率和效率的自適應(yīng)控制。旨在通過分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)特性,設(shè)計(jì)電容

2、陣列動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方案和改進(jìn)模糊控制策略,保證不同功率等級的負(fù)載切換后,整個(gè)系統(tǒng)仍然以滿足要求的高效率穩(wěn)定運(yùn)行。本文的主要工作如下:
　?、籴槍CPT系統(tǒng)通用能量供電平臺的負(fù)載具有隨機(jī)性的特點(diǎn),以提高系統(tǒng)對多功率等級的負(fù)載的兼容能力和確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)。根據(jù)頻閃映射建模和周期不動(dòng)點(diǎn)理論,建立ICPT系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型和基于軟開關(guān)工作點(diǎn)的頻率模型;分析了負(fù)載隨機(jī)變化時(shí)系統(tǒng)的工作頻率特性和系統(tǒng)的輸出特性。通過對系統(tǒng)電流模型和效率模

3、型的建立,研究負(fù)載功率等級變化情況下的效率優(yōu)化問題;采用電容陣列動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電路并設(shè)計(jì)改進(jìn)模糊控制算法,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)初級諧振電容陣列等效值,確保系統(tǒng)負(fù)載參數(shù)變化時(shí),工作頻率的穩(wěn)定,以提高系統(tǒng)功率傳輸效率和確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　?、卺槍ω?fù)載隨機(jī)變化可能引起的啟動(dòng)問題,提出了一種基于能量注入和自由諧振模式的ICPT系統(tǒng)定頻啟動(dòng)優(yōu)化策略,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定頻啟動(dòng)到浮頻控制的平滑切換和對空載運(yùn)行的電壓型ICPT系統(tǒng)的快速保護(hù)。針對ICPT系統(tǒng)通用能量供電