非接触电能传输系统的设计与实现

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4、oNanjingUniversityofPostsandTelecom-municationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhaoFangSupervisor:Prof.GuoQiangangMarch2015摘要非接触电能传输(ContactlessPowerTransmission,CPT)技术以其绿色、便捷、可靠性高、适用范围广等诸多优点成为电力传输领域的研究热点。本文以电磁感应耦合传输系统为研究重点，对系统的补偿结构选择、参数设计、负载对传输的影响、负载识别、松耦合变压器结构设计等问题

5、进行了深入探讨，完成了系统的软硬件设计与调试。论文分析并建立了松耦合变压器的等效电路模型，讨论了松耦合变压器感应耦合系数的测量方法。基于松耦合变压器的等效电路模型分析了系统谐振补偿的四种拓扑结构及其补偿原理，探讨了负载变化对系统传输效率和频率稳定性造成的影响，基于电压型系统补偿结构的数学模型，推导了谐振状态下其映射电阻的计算方法，以及在系统传输效率约束下的补偿结构选择原则。论文给出了一种基于能量模型的负载识别技术，通过建立能量方程式，结合等效负载理论给出了反射阻抗实部和虚部的具体计算公式，并进一步得到实际负载的参数，针对典型拓扑的CP

6、T系统进行仿真实验，对负载纯阻性、阻感性以及阻容性三种情况分别验证分析，验证识别理论的可行性。论文完成了系统的软硬件设计与调试。对系统高频逆变电路中的功率开关管进行了选型，设计了其驱动与控制电路，对选定的松耦合变压器，设计了谐振补偿电路；给出了系统控制软件流程与实验结果。关键词:非接触电能传输，能量模型，负载识别，频率分叉，边界负载IAbstractTheContactlessPowerTransmission(CPT)systemtechnologyhasmanyadvantagesasgreen、convenient、highre

7、liabilityandwideapplication,andbecomeanhotresearchareainpowertrans-missionfield.Basedontheelectromagneticinductioncouplingenergytransmissionsystemastheresearchpoint,deeplydiscussedthecompensationstructureseletion,parametersdesign,theeffectsofloads,loadidentification,the

8、looselycoupledtransformerstructuraldesignandsooninthispaper,andcompletedthehardwareandsoftwaredesignofthesyste