電流源型雙向感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、感應(yīng)耦合電能傳輸（Inductively Coupled Power Transfer，ICPT）技術(shù)主要基于電磁感應(yīng)定律，以無直接電氣接觸的方式傳輸電能，具有安全便捷，靈活可靠等特點。近年來，大量科研工作者和工程師對ICPT技術(shù)進行了關(guān)注和研究。
　　雙向ICPT技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的實用價值。例如，負載反饋電能給電網(wǎng)，有助于解決電網(wǎng)的功率爬坡問題，實現(xiàn)削峰填谷。再如，電動汽車通過再生制動反饋電能，有助于提高系統(tǒng)的效率。

2、當電能通過無線的方式反向傳輸時，可以實現(xiàn)電機的四象限運行。另外，電能的雙向無線流動也是構(gòu)建無線電能組網(wǎng)的關(guān)鍵。
　　已有的文獻側(cè)重于研究ICPT技術(shù)的主電路拓撲、補償方式、功率調(diào)節(jié)、信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域，而對于電能雙向傳輸?shù)难芯枯^少。且已有文獻中設(shè)計的雙向ICPT系統(tǒng)也側(cè)重于功能的實現(xiàn)，沒有考慮到系統(tǒng)本身的安全性、可靠性和簡便性。
　　本文主要研究電流源型雙向ICPT系統(tǒng)，重點解決現(xiàn)有的雙向ICPT系統(tǒng)在電路安全性、控制可靠性、實

3、現(xiàn)復雜性等方面的問題。旨在提出更加安全，可靠，簡單的電路拓撲和控制方式。本文的研究有助于雙向ICPT技術(shù)在實際中的應(yīng)用。
　　為了提高系統(tǒng)的安全性，本文采用電流源型逆變結(jié)構(gòu)，并提出在原邊采用CLCS（Capacitor-Inductor-Capacitor-Series）拓撲，副邊采用LCL（Inductor-Capacitor-Inductor）拓撲的整體補償方案。此法可以保證驅(qū)動異常，副邊空載，系統(tǒng)停機等情況下不會發(fā)生危險，且

4、功率傳輸能力比已有文獻更好。
　　為了提高系統(tǒng)的可靠性，提出了在原邊采用雙向DC/DC電路控制能量發(fā)射線圈中的電流大小，在副邊采用無橋穩(wěn)壓控制輸出恒定的方案。無橋穩(wěn)壓主要通過觸發(fā)副邊可控整流橋的開關(guān)器件來實現(xiàn)輸出控制，不僅沒有增加額外的電路，而且充分地利用了系統(tǒng)已有的器件。在原、副邊均增加控制則保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
　　為使雙向ICPT系統(tǒng)簡單，易實現(xiàn)，本文在原、副邊獨立控制。原邊線圈電流、副邊輸出電壓（或電流），這兩個被控量