基于感應(yīng)耦合式無線能量傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代電力電子技術(shù)和磁材料研究的進(jìn)步，使得采用非接觸感應(yīng)方式替代傳統(tǒng)的機(jī)械接觸方式進(jìn)行能量傳輸成為可能。非接觸式感應(yīng)能量傳輸(CIPT)方式能夠克服傳統(tǒng)的導(dǎo)體接觸能量傳輸方式帶來的磨損、電擊、火花、噪音等一系列缺點(diǎn)和不足，與傳統(tǒng)的有線傳輸方式相比，其安全性和實(shí)用性更高。
　　本文首先對無線能量傳輸?shù)某Ｒ?guī)方式進(jìn)行了研究，并對各個方式的基本理論及相應(yīng)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，從而確定了適用于該項(xiàng)目的感應(yīng)耦合式無線能量傳輸方式。在此基礎(chǔ)上，對串聯(lián)

2、-串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(S-S)和串聯(lián)-并聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(S-P)進(jìn)行了理論推導(dǎo)及仿真分析，確定了本文選擇串聯(lián)-串聯(lián)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，接著通過Pspice仿真軟件分析了串聯(lián)-串聯(lián)電路模型中耦合系數(shù)變化、負(fù)載變化以及內(nèi)阻變化對傳輸系統(tǒng)的影響，為提高系統(tǒng)的傳輸性能提供了理論基礎(chǔ)。之后針對可選用的平面型螺旋線圈和圓柱型螺旋線圈基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元仿真，確定了本文要選擇的線圈結(jié)構(gòu)，并通過仿真對線圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，最終確定了在平面型螺旋線圈的基礎(chǔ)上加磁條的線圈結(jié)構(gòu)

3、作為本文的線圈結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了耦合器線圈并根據(jù)諧振要求選擇了符合要求的諧振電容。本文依據(jù)感應(yīng)耦合式無線能量傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)和搭建了傳輸系統(tǒng)的各必要組成部分，包括:驅(qū)動電路、高頻逆變電路、檢測和保護(hù)電路、接收端電路的設(shè)計(jì)以及軟件的設(shè)計(jì)等。
　　最終，本文采用全橋逆變電路以及帶磁條磁芯的平面型螺旋傳輸線圈，設(shè)計(jì)了諧振頻率為50kHz，發(fā)射線圈能夠工作在ZVS狀態(tài)下，接收線圈采用Buck變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)恒流/恒壓充電控制策