無(wú)線電能傳輸DC-AC功率變換器及其頻率控制特性研究.pdf

1、磁耦合諧振無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)(RWPT)在傳輸功率和傳輸距離上與感應(yīng)式和電磁輻射式相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此RWPT有較大的應(yīng)用價(jià)值。功率變換器是RWPT的重要組成結(jié)構(gòu)，而由外界條件影響引起的系統(tǒng)工作頻率偏離固有諧振頻率會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的傳輸功率和效率都下降。本文針對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)DC-AC功率變換器建立互感等效電路模型，分析了功率變換器特性和LC諧振電路特點(diǎn)。基于電路中的共振理論和電路模型，從理論和Multisim仿真上分

2、析了不同條件下交流電源頻率大小、傳輸距離和負(fù)載大小等因素對(duì)傳輸特性的影響。并且對(duì)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的傳輸特性也進(jìn)行研究。最終選用發(fā)射端串聯(lián)、接收端并聯(lián)的SP拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為本課題的設(shè)計(jì)。
　　其次，通過(guò)對(duì)頻率跟蹤的理論上的學(xué)習(xí)，明確了對(duì)RWPT系統(tǒng)進(jìn)行頻率跟蹤能使系統(tǒng)工作在固有諧振頻率點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)更高效率、功率的傳輸。從理論公式基礎(chǔ)上研究SP結(jié)構(gòu)的頻率特性。分別對(duì)串并的SP拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行跟蹤原邊、跟蹤副邊和不具有跟蹤三種情況的仿真設(shè)計(jì)，得到在起

3、振的頻率和負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，只有跟蹤原邊的情況下系統(tǒng)會(huì)回歸到固有的諧振頻率上。
　　隨著高頻功率轉(zhuǎn)換器發(fā)展，電力電子設(shè)備也朝著更高的開(kāi)關(guān)頻率發(fā)展，開(kāi)關(guān)損耗成為迫切的問(wèn)題。軟開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)管是有效切換損耗的解決方案之一，通過(guò)軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷。單獨(dú)考慮逆變電路部分可靠性，分別在硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行電路元件可靠性分析和外界環(huán)境干擾的可靠性分析，生成可靠性分析報(bào)告?？紤]到DC-AC逆變電路部分分別處在硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下時(shí)，計(jì)