非接觸電能傳輸變換器特性研究.pdf

1、感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)(ICPT)基于電磁感應(yīng)耦合原理，實現(xiàn)了電能安全、方便、靈活、可靠地非接觸傳輸。但由于ICPT系統(tǒng)采用松耦合變壓器，其互感耦合系數(shù)低，嚴(yán)重限制了電能的傳輸效率和傳輸距離，制約了非接觸電能傳輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，針對目前ICPT系統(tǒng)輸出電壓不穩(wěn)定、輸出功率密度小、傳輸效率低等不足之處，展開了更進(jìn)一步的理論和實驗研究。
　　論文首先建立了非接觸變壓器的各種等效電路模型，對比選擇了更加準(zhǔn)確

2、、工程應(yīng)用較多的互感等效電路模型對全文進(jìn)行分析。然后，從系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析影響系統(tǒng)工作特性的各個因素，以提高系統(tǒng)的能效特性。在考慮繞組內(nèi)阻的情況下對原、副邊的補償電容進(jìn)行參數(shù)設(shè)計，實現(xiàn)了系統(tǒng)諧振，通過MATLAB仿真和實驗驗證了參數(shù)設(shè)計的正確性。再者，分析確定了ZCS軟開關(guān)和能量注入控制方式的控制方案，通過該控制方案實現(xiàn)了ZCS軟開關(guān)技術(shù)和對輸出電壓快速的穩(wěn)壓控制，提高了高頻逆變電路的傳輸效率，并進(jìn)行了仿真和試驗驗證;同時，基于能量

3、守恒定理和瞬時能量不能突變的原理，創(chuàng)新性地提出一種考慮能量增長非線性并能準(zhǔn)確計算能量注入占空比的計算方法。最后，在考慮可分離變壓器原、副邊繞組內(nèi)阻情況下，分析系統(tǒng)參數(shù)對串聯(lián)-串聯(lián)型(SS)和并聯(lián)-串聯(lián)型(PS)ICPT系統(tǒng)的輸出電壓、輸出功率和傳輸效率特性，詳細(xì)研究了系統(tǒng)特性隨等效負(fù)載電阻和互感耦合系數(shù)的變化規(guī)律，并推導(dǎo)出最大輸出電壓、最大輸出功率和最大傳輸效率下的優(yōu)化等效負(fù)載電阻和優(yōu)化互感耦合系數(shù)，改善了系統(tǒng)工作特性。仿真和實驗驗證了