基于動(dòng)態(tài)相量法的無線電能傳輸系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、無線電能傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無電氣接觸情況下，電能從發(fā)射源到用電設(shè)備的傳輸，這種技術(shù)可以克服傳統(tǒng)電纜連接供電方式導(dǎo)致的接觸不良、接觸火花，線纜多操作不便等缺陷，提高了供用電的安全性和便利性。無線電能傳輸技術(shù)在消費(fèi)電子設(shè)備，新能源汽車，軌道交通裝備，機(jī)器人，醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，在2014年，美國《時(shí)代》周刊將無線電能傳輸技術(shù)評(píng)選為年度最有影響力的發(fā)明之一。另外，世界經(jīng)濟(jì)論

2、壇將無線電能傳輸技術(shù)評(píng)為對(duì)世界影響最大，最有可能為全球面臨的挑戰(zhàn)提供答案的十大新興技術(shù)。在無線電能傳輸技術(shù)的幾個(gè)技術(shù)分支中，磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸(Magnetic Coupling Inductive Wireless Power Transfer，MCI-WPT)技術(shù)由于其傳輸功率大，傳輸效率較高，設(shè)備靈活性強(qiáng)，電磁輻射小和抗干擾能力強(qiáng)等特性，成為無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，有著較好的應(yīng)用前景和較多的應(yīng)用場(chǎng)景，這其中，電動(dòng)汽車

3、的無線充電是目前發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，無線充電技術(shù)給電動(dòng)汽車充電帶來的便利性、靈活性和安全性，使人們對(duì)電動(dòng)汽車的認(rèn)可度大大增強(qiáng)，加速了電動(dòng)汽車的在市場(chǎng)上的普及，對(duì)我們國家環(huán)境保護(hù)，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)在汽車技術(shù)領(lǐng)域的彎道超車具有一定的重要意義。
　　MCI-WPT系統(tǒng)由于通過空氣等介質(zhì)進(jìn)行磁耦合，沒有任何電介質(zhì)接觸，是一種松耦合系統(tǒng)，這種松耦合特性使得MCI-WPT系統(tǒng)必須引入高頻諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)才能有效進(jìn)行電能的無線傳輸。在原副邊電路中引

4、入的高頻諧振網(wǎng)絡(luò)使得MCI-WPT系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)高階次，變結(jié)構(gòu)，非線性的系統(tǒng)，這給MCI-WPT系統(tǒng)的準(zhǔn)確建模帶來了困難，因此需要研究準(zhǔn)確的建模方法，才能準(zhǔn)確地分析MCI-WPT系統(tǒng)并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)控制器。本文以磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)作為研究對(duì)象，首先介紹了磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)原理，對(duì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并對(duì)常用的的MCI-WPT系統(tǒng)建模原理和方法進(jìn)行了介紹，通過分析現(xiàn)有方法的局限性，引出了本課題研究的重要