全方向无线电能传输系统建模与控制策略研究

发布时间：2023-05-23 20:00

　　近年来,随着科技的发展,无线电能传输技术逐渐走进大众视野,成为了热门研究领域。无线电能传输技术经过近几十年的发展已经有了许多成熟的技术形式,其中磁耦合谐振式无线电能传输技术(MCR-WPT)被认为是最有前景的无线供电解决方案之一,在许多领域已经得到了应用。然而,目前比较成熟的无线电能传输技术都无法突破距离和接收位置受限这两大瓶颈,所以有许多研究人员提出了全方向无线电能传输技术。全方向无线电能传输技术旨在研究出一种可以令接收端任意移动而不影响能量稳定传输的、有一定传输范围和带载能力的无线电能传输系统。本文将主要进行全方向无线电能传输系统的建模与控制策略的研究。首先,本文从最基础的磁耦合谐振式无线电能传输出发,深入分析磁耦合谐振式无线电能传输系统的特性;并通过电磁场理论来研究发射线圈与接收线圈之间的耦合关系,给出线圈之间互感的理论研究和实际设计方法。再根据线圈的耦合理论引出三维正交发射线圈结构,阐述其产生全方向磁场的原理,以及这种结构如何实现全方向无线电能的传输。其次,基于电路理论建立空间能量传递拓扑模型,电路结构主要包括基于三维正交线圈发射结构的发射端和单个多匝中心法线方向指向发射端中心...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 无线电能传输技术研究现状
        1.2.1 无线电能传输技术发展概况
        1.2.2 磁耦合谐振式无线电能传输技术研究现状
    1.3 全方向无线电能传输国内外研究现状及存在的问题
        1.3.1 国内外研究现状
        1.3.2 全方向无线电能传输研究存在的关键问题
    1.4 高频功率源的研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 全方向无线电能传输系统耦合结构建模
    2.1 引言
    2.2 全方向无线电能传输系统的结构
    2.3 磁耦合谐振式无线电能传输的拓扑分析
        2.3.1 磁耦合谐振式无线电能传输的基本结构
        2.3.2 SS型 MCR-WPT系统建模分析
    2.4 环形线圈的参数研究与计算
        2.4.1 线圈的自感
        2.4.2 线圈互感分析
        2.4.3 线圈互感变化特性分析
    2.5 全方向无线电能传输的基本原理
        2.5.1 全方向无线电能传输发射与接收原理分析
        2.5.2 三维正交发射线圈发射磁场与输入电流的关系
        2.5.3 全方向无线电能传输发射原理仿真验证
    2.6 三维正交线圈发射端及径向接收线圈的互感建模分析
    2.7 本章小结
第3章 全方向无线电能传输系统的电路建模与控制方式研究
    3.1 引言
    3.2 全方向无线电能传输系统的电路建模与分析
    3.3 全方向无线电能传输的控制方式
        3.3.1 调相控制方式
        3.3.2 调幅控制方式
    3.4 本章小结
第4章 全方向无线电能传输系统设计与仿真分析
    4.1 引言
    4.2 高频电源的选型
        4.2.1 电源种类简介
        4.2.2 E类功率放大器
        4.2.3 桥式逆变器
        4.2.4 Buck-boost升降压斩波电路
    4.3 全方向无线电能传输电源部分设计与仿真
        4.3.1 全方向无线电能传输系统的结构
        4.3.2 Buck-boost升降压斩波电路仿真分析
        4.3.3 升降压斩波电路与全桥逆变的联合仿真分析
    4.4 全方向无线电能传输系统传输特性仿真分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3822270