谐振式无线电能传输系统的优化设计

《谐振式无线电能传输系统的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文谐振式无线电能传输系统的优化设计作者姓名王振亚学科专业电力电子与电力传动指导教师王学梅教授所在学院电力学院论文提交日期2015年5月TheOptimalDesignofMagneticCoupledResonanceWirelessPowerTransferSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangZhenyaSupervisor：Prof.WangXuemeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM724学校代号：10561学

2、号：201220111105华南理工大学硕士学位论文谐振式无线电能传输系统的优化设计作者姓名：王振亚指导教师姓名、职称：王学梅教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力电子与电力传动研究方向：电力电子系统分析与控制论文提交日期：2015年5月10日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张波委员：杜贵平陈艳峰丘东元王学梅华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄

3、做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：王H日期：7^夕年Z月？曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在.______年解密后适用本授权书。D#保密，同意

4、在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）曰期：外•“曰期：作者联系电话：电子邮箱:联系地址(含邮编）:摘要谐振式无线电能传输技术具有传输距离较远、传输效率较高、传输功率较大、非辐射及对位置变化不敏感等优点，非常适合对各功率等级的设备进行无线供电，因此受到了越来越多的关注和研究。但此技术在实际的研究和应用中仍存在一些问题，比如高频功率源电能转换效率较低、输出功率不大；传输线圈品质因数较低，线圈的某些参数并没有最优化；

5、系统传输性能不佳，如系统电能传输效率较低；线圈间距变化或者负载变化时，传输性能不能保持在最佳状态，等等。针对以上问题，本文通过选择适合于谐振式无线电能传输技术的高频功率源，并对传输线圈进行优化设计，最后在系统中添加适当的阻抗变换网络，从而使得系统的整体性能最佳。论文首先针对目前应用于无线电能传输系统中最典型的两种逆变电路进行了简单的介绍和分析，构建了高频等效电路模型；为提高现有的谐振式无线电能传输系统功率，本文提出了基于双E类功放的谐振式无线电能传输系统，并对该系统进行了相关分析及参数设计和仿真。其次，建立了谐振式无线电能传输系统的等效电路模型，并通过该模型推导出了系统输出功率及传输效

6、率的表达式，求得了系统最高效率值。通过添加双端阻抗变换网络分别实现了系统恒功率输出及负载变化或间距变化时系统传输性能最佳两种功能，并设计出了基于双E类功放的谐振式无线电能传输系统最佳运行参数，然后介绍了不同类型的阻抗变换网络，通过仿真验证了所建模型的正确性。此外，为了从根本上提高系统的传输效率，本文对传输线圈的各参数进行了详细的分析，建立了主要参数与系统传输效率的关系式，得出了参数优化的相关策略。最后，通过传输线圈的优化设计，及阻抗变换网络的设计，搭建了基于E类功放的无线电能传输系统实验样机，并在此样机上进行了相关调试和实验。实验结果表明，通过添加双端阻抗变换网络，不仅使得系统传输效率

7、得到大幅提升，而且可以使得E类功放工作在软开关状态，系统的整体性能优良。关键词：谐振式无线电能传输；高频逆变电路；双端阻抗变换网络；传输线圈；IAbstractMagneticCoupledResonantWirelessPowerTransfertechnology,MCR-WPT,hasalotofadvantagessuchasmiddletransferdistance,higherefficience,relativelylargeo