ICPT系統(tǒng)拾取機構(gòu)位置偏移問題研究.pdf

1、感應(yīng)耦合電能傳輸(ICPT)以無線的形式通過空間磁場由源極向受電極傳輸電能。由于其包含了高頻逆變、磁路耦合、諧振網(wǎng)絡(luò)等非線性環(huán)節(jié),這使得系統(tǒng)具有非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)特性,對各種擾動和參數(shù)的變化極為敏感。特別是系統(tǒng)拾取機構(gòu)位置的隨機性變化極易造成系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性的下降。如何提高拾取機構(gòu)位置變化條件下的系統(tǒng)特性,保證系統(tǒng)性能,是亟需解決和研究的問題。
　　本文針對實驗室所開發(fā)的ICPT系統(tǒng),主要研究系統(tǒng)在拾取機構(gòu)偏移情況下的系統(tǒng)特性,并著力

2、于提高系統(tǒng)的拾取機構(gòu)偏移時系統(tǒng)的功率與效率。
　　首先,本文分析了原邊為串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的ICPT系統(tǒng),其原邊的電流、副邊的電流、總阻抗、輸出功率與系統(tǒng)互感參數(shù)的關(guān)系,分析了系統(tǒng)的偏移特性。提出一種磁耦合機構(gòu)設(shè)計流程,并通過Ansoft Maxwell對常用磁耦合機構(gòu)互感隨拾取機構(gòu)位置變化的情況進行了仿真分析。
　　針對拾取機構(gòu)位置偏移下系統(tǒng)特性明顯優(yōu)于四種基本拓撲結(jié)構(gòu)的SPS結(jié)構(gòu)的ICPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置進行了分析,建立了系統(tǒng)功

3、率與互感變化的關(guān)系的交流阻抗模型,得出了拾取機構(gòu)位置變化時系統(tǒng)的輸出功率變化情況。
　　在分析了動態(tài)補償電感調(diào)頻和動態(tài)開關(guān)電容陣列調(diào)頻的基礎(chǔ)上,提出一種檢測系統(tǒng)諧振狀態(tài)的方法,并在此方法的基礎(chǔ)上引入擾動觀察法進行調(diào)諧,取得了較好的控制效果。
　　在總結(jié)了該ICPT系統(tǒng)的電路拓撲的基礎(chǔ)上,搭建了具有調(diào)諧控制結(jié)構(gòu)的ICPT系統(tǒng)實驗平臺,使用搭建的實驗平臺完成了拾取機構(gòu)偏移實驗,完成拾取機構(gòu)偏移時系統(tǒng)調(diào)諧控制實驗;分析了實驗波形,