无接触电能传输中最大功率点的控制的研究

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1、MasterDissertationofChongqingUniversityStudyonControlofMaximumPowerPointinContactlessPowerTransformMasterCandidate:LiZhengzhongSupervisor:Prof.DuanQichangMajor:ControlTheoryandControlProjectCollegeofAutomationChongqingUniversityOctober2007摘要无接触电能传输系统综合运用电磁感应耦合技术、高频变换技术以及

2、电力电子等高新技术，安全、可靠、高效、灵活地实现了电能的无接触传输，克服了传统的电能传输中的诸多不足，开创了能量传输的新方法。本文首先介绍了以ICPT技术为基础的非接触式电源的原理、基本结构与发展现状，对非接触式电能传输系统的关键部件松耦合变压器的实现结构进行了分析，在常规变压器的数学模型的基础上推导出松耦合变压器的数学模型，导出其关键参数的计算方法。对松耦合变压器的磁路进行分析，针对其磁路磁阻大、耦合率偏低的特点，为了获得最大的电能传输效率，我们对松耦合变压器的原、副边相对位置不同时进行了ANSYS数学仿真，找出了变压器结构与电能传输

3、效率的关系，为松耦合变压器的研制提供了理论指导。采用基波模式分析与互感模型分析相结合的方法，建立了新型无接触供电系统模型，分析了变频控制下系统的稳定性，给出各种初、次级补偿拓扑下的稳定边界条件。通过理论分析和仿真相结合，研究了各种次级补偿方法的适用性以及各种初级谐振补偿方法对初级供电的影响，得出了不同情况下最为有效的初、次级补偿方法。为了减小系统的损耗，提高电能传输效率，文中采用了全桥谐振式逆变器，在合理设计电路参数的情况下，该电路能实现零电压、零电流软开关，降低了对功率器件的电流与电压冲击，有效地减小了电路损耗，提高了系统效率，在MA

4、TLAB中对其工作性能进行的仿真验证了该种控制方法能有效地提高系统的电能传输效率。关键词：无接触电能传输；松耦合变压器；初、次级补偿；串联谐振逆变器IABSTRACTContactlesspowersupplysystemrealizescontactlesspowertransmissionwithhighsecurity,reliability,highefficiencyandflexibilitybythecombinationofelectromagnet-ticinductivecouplingtechnology,high

5、frequencyconvertertechnology,powerelectronictechnologyandotheradvancedtechnology.Thissystemovercomesmanyshortcomingsbroughtbythetraditionalpowertransmissionandnewmethodforpowertransmissionhasbeenopenedup.Thistexthasintroducedtheprinciple,basicstructureandcurrentdevelopme

6、ntsituationofthecontactlesspowersupplybasedonICPTtechnologyatfirst,andanalyzetherealizestructureoflooselycoupledtransformerasthekeypartofcontactlesspowertransmitsystem,moreover,deriveoutthemathematicsmodeloftheloosecoupledtransformeronthebasistransformerofroutineandcompu

7、tingmethodofitskeyparameter.Analyzingthemagneticcircuitoftheloosecoupledtransformer,asit'smagneticresistanceonthehighsideandit'scouplingrateonthelowside,forgetmostheavyelectricenergytransmitefficiency,wecarryontheANSYSsimulateontheconditionofdifferentdistancebetweenthefi

8、stcoilandthesecondcoilandhavefoundoutthetransformerstructureandpowertransferefficientwhichhaveofferedth