非接触感应电能传输系统关键技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文非接触感应电能传输系统关键技术研究姓名：毛赛君申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王慧贞20060301南京航空航天大学硕士学位论文摘要非接触感应电能传输技术是一种新型电能传输技术，利用电磁感应理论实现电能有效、安全的传输，在交通运输、航空航天、机器人、医疗器械、照明、便携式电子产品、矿井和水下应用等场合有着广泛的应用前景。本文对非接触感应电能传输系统中的功率变换器的一些关键技术进行了研究。首先介绍了非接触感应电能传输的原理、研究现状和发展趋势。针对非接触感应电能传输系统的构成，讨论了非接触感应电能传输系统的设计准则，介绍了变换器的互感

2、等效电路模型，并进行了阻抗分析。对带可分离变压器的全桥串联谐振变换器的电路特性进行了分析，分析了变换器的谐振频率，利用正弦等效的方法分析了变换器的电路特性，对双极性控制和移相控制全桥串联谐振变换器进行了电路仿真。在阐述可分离变压器特点和分类的基础上，对可分离变压器的磁路进行了分析。讨论了绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响，并利用电磁场软件ANSYS进行了有限元仿真，得出了变压器参数随气隙变化的规律。对设计的可分离变压器的参数进行了测试，并给出了实际测试结果。对全桥串联谐振变换器构成的非接触感应电能传输系统进行了实验验证，给出了可分离变压器气隙分别为4mm和10mm的实验结果。

3、关键词：非接触感应电能传输，互感等效电路，谐振，可分离变压器，全桥i非接触感应电能传输系统关键技术研究ABSTRACTContactlessinductivepowertransfertechniqueisanovelpowertransfermethod,whichutilizestheelectromagneticcouplingtheorytoachievecontactlesspowertransfereffectivelyandsafely.Thereforethistechniqueiswidelyusedinmanyapplicationssuchaspublict

4、ransportsystems,aviationandspacesystems,robots,medicalplants,lighting,compactelectronicdevices,mineandwaterapplications.Thepaperfocusesonsomekeytechnologiesofthecontactlessinductivepowersystem.Firstly,themainoperationprinciple,researchstatusanddevelopmenttrendsareintroduced.Somedesignguidelin

5、esarediscussedbasedonthestructureofthesystem.Themutualinductancecouplingmodelofthesystemisintroduced.Thecircuitimpedanceisanalyzed.Thecharacteristicsofthefullbridgeseriesresonantconverterwiththeseparatetransformerareanalyzed.Theresonantfrequencyandothercircuitcharacteristicsarediscussed.Thefu

6、llbridgeseriesresonantconverterisanalyzedbycircuitsimulation.Themagneticcircuitoftheseparatetransformerisanalyzedonthebaseoftheintroductionofthecharacteristicsandtypesoftheseparatetransformer.TransformerparametersinfluenceduetothecoilpositionandairgapisdiscussedandsimulatedbymeansofANSYS.Fina

7、lly,testoftheseparatetransformerparametersareperformed,andtestresultsofthedesignedtransformeraregiven.Thefull-bridgeseriesresonantconverterisverifiedexperimentallybyusingthedesignedseparatetransformer.Theexperimentalresultsforthe4mmand10mmtra