無接觸功率傳輸電磁耦合機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、無接觸功率傳輸技術(shù)是綜合運(yùn)用電力電子技術(shù)、高頻變換技術(shù)和電磁感應(yīng)耦合技術(shù),安全、可靠、靈活地實(shí)現(xiàn)電能傳輸?shù)男录夹g(shù)。而遠(yuǎn)距離無接觸功率傳輸?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn),將對傳統(tǒng)的電力供應(yīng)產(chǎn)生重大的影響,開創(chuàng)人類傳輸電能的新方法。電磁耦合機(jī)構(gòu)是研究遠(yuǎn)距離無接觸功率傳輸?shù)年P(guān)鍵之一,本論文在參考借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上,對基于空間電磁場耦合的遠(yuǎn)距離無接觸功率傳輸?shù)碾姶篷詈蠙C(jī)構(gòu)進(jìn)行了探索研究。
　　 論文研究以空間組合線圈結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電磁耦合機(jī)構(gòu)為模型展開

2、。首先通過對無接觸功率傳輸系統(tǒng)電路模型的分析,計算了單一載流圓環(huán)線圈在空間任一點(diǎn)的矢量磁位和磁感應(yīng)強(qiáng)度,對單一線圈的自感進(jìn)行了分析,并推導(dǎo)計算了空間兩圓環(huán)線圈的互感。由于自感、互感計算過程的復(fù)雜性,研究中采用ANSYS電磁仿真軟件對兩種平面型和拋物面型的發(fā)射機(jī)構(gòu)在空間發(fā)射的磁場分布進(jìn)行了仿真與比較。在同一接收機(jī)構(gòu)下,對不同接收距離時不同的發(fā)射機(jī)構(gòu)進(jìn)行了自感、互感與耦合系數(shù)的計算與比較,得出了10圓環(huán)平面螺旋發(fā)射機(jī)構(gòu)是其中較優(yōu)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)發(fā)

3、射機(jī)構(gòu)是10圓環(huán)平面螺旋型線圈時,分析討論了平面螺旋發(fā)射機(jī)構(gòu)在不同圓環(huán)個數(shù)時的自感、互感與耦合系數(shù),發(fā)現(xiàn)不同接收距離下,耦合機(jī)構(gòu)在最大耦合系數(shù)時此發(fā)射機(jī)構(gòu)的圓環(huán)個數(shù)是有變化的。對較遠(yuǎn)距離時的螺線管型與平面螺旋型接收機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析,得出線圈的增加并不一定能增加耦合系數(shù)的結(jié)論。
　　 另外,理論分析了頻率變化時無鐵芯電磁耦合機(jī)構(gòu)線圈的內(nèi)自感的變化,內(nèi)自感的變化從而引起整個機(jī)構(gòu)的自感與互感的變化,并對此進(jìn)行了仿真,發(fā)現(xiàn)自感變化主要集中

4、在一個頻率段。討論了自感等的變化對耦合機(jī)構(gòu)補(bǔ)償電容理論計算值的影響,從而影響電路諧振時的計算電容。還分析了電路補(bǔ)償對此遠(yuǎn)距離無接觸功率傳輸?shù)膫鬏斈芰靶实挠绊?以及分析了頻率的微弱變化對遠(yuǎn)距離無接觸功率傳輸?shù)臉O大的影響。
　　 最后,理論分析與仿真軟件仿真討論了無接觸功率傳輸系統(tǒng)的高頻電源的一種新方法,即用晶振產(chǎn)生高頻方波,將高頻方波分頻后通過一帶通濾波電路后得到高頻的正弦波,然后對高頻正弦波信號推挽放大,得到能提供一定功率的