水下中大功率感应耦合电能传输系统研制

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1、硕士学位论文题目:水下中大功率感应耦合电能传输系统研制研究生陈叶铭专业电路与系统指导教师刘敬彪教授完成日期2014年12月杭州电子科技大学硕士学位论文水下中大功率感应耦合电能传输系统研制研究生：陈叶铭指导教师：刘敬彪教授2014年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterUnderwaterHigh-powerinductivecouplingEnergyTransmissionSystemCandidate:Che

2、nYemingSupervisor:Prof.LiuJingbiaoDecember，2014抗州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明，，本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作巧取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果，均已在。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体文中１＾明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。／论文作者签名日期：Ｊ：年＾月ッ／诚学位

3、论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使巧学位论文的规定，即；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交，论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名曰親兴少年Ｊ月／巧：指导教师签名：曰期年月／曰／务轉如尸多＾杭州电子科技大学硕士学位论文摘

4、要如今，人们已踏进开发海洋、利用海洋的新纪元，但是传统的水下探测设备充电方式却阻碍着人们进军海洋的步伐。传统的水下设备供电或依靠电池，每次回收充电繁琐；或依靠电缆，设备活动区域小，而本文提出的水下中大功率感应耦合电能传输系统旨在解决这个问题。水下感应式耦合电能传输系统是一种以电磁感应现象为原理的能量传输系统，通过“电—磁—电”的转换关系，达到无线充电的效果，拥有安全，简单，灵活等特点。本文首先介绍了水下感应式耦合电能传输系统的工作原理和系统构造，再根据论文研究内容对系统的各个组成部分进行分析说明，其中设计的重点是

5、驱动逆变电路的设计、控制测量系统的设计、耦合器的制作以及PC人机界面的编写。系统总体可以分为以下部分：1硬件电路设计：系统采用了适用于高频大功率的驱动逆变电路，结合软开关技术，有效地防止了功率开关管在打开关断时产生的电压和电流尖峰，保护功率开关管的同时减少了开关损耗；采用了合适的主控芯片和各类测量电路，能够准确得采集各类系统信息，提高系统的可靠性。2耦合器设计：通过对比各类耦合器结构，综合本系统的使用环境，确定无磁芯的耦合线圈为最佳选择。经理论分析，软件模拟仿真，综合考虑水下环境因素最终确定耦合线圈的各个参数。3

6、软件设计：根据系统对采样值的要求，准确编写下位机程序，使主控芯片实时高效地控制PWM输出并采集发送各测量信息；使用C#编写了PC人机界面，能使工作人员能够实时监控系统。最后测试结果表明，系统的各个功能模块都能正常工作，输出功率和效率都达到设计要求。关键词：水下，感应耦合，电能传输，耦合器，人机界面I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTNowadays,humanbeingshaveenteredintotheageofmarinedevelopmentandcontrol.However,thetradi

7、tionalpower-supplywayofunderwaterdetectiondevicesarehinderingthepaceofadvancingprocessfromcontinentstooceans.Traditionalunderwaterpower-supplyequipmentsrelyonbatteriesorcables,whichwastetimeinrecyclingandbatterycharging,orresultinthedeterminateregionofequipme

8、nt.Inthispaper,theunderwaterhigh-powerinductioncouplingpowertransmissionsystemisdesignedtosolvetheaboveproblems.Accordingtotheprincipleofelectric-magnetic-electrictransformationrelations,