非接触供电技术的研究ppt.ppt

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1、非接触供电技术的研究报告人：陈雪导师：李良光安徽理工大学硕士研究生开题报告安徽理工大学电气与信息工程学院报告内容1、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题。2、课题的主要内容。3、拟解决的主要技术问题。4、课题的工作量及进展计划。5、在理论和应用方面的意义。第一部分1、选题依据背景非接触供电技术是近年来发展起来的一种新型电能传输模式，该技术综合应用电力电子技术、磁场耦合技术和现代控制理论等，通过一次侧、二次侧线圈间的耦合磁场实现电能从静止电源系统向一个或多个可移动用电设备的非接触电能传输。非接触供电系统的研究应用涉及领域广泛，传输功率

2、相差较大，小到用于生物移植的几十毫瓦、小型设备的几十瓦功率，大到电动汽车或运动机器人的上千瓦功率以及磁悬浮列车应用的上兆瓦功率。国外对该技术的研究较早。最先研究的感应电能传输环节始于20世纪60年代，主要用于听觉修复系统和人工心脏起搏器系统的供电。2、课题研究目的传统的供电技术灵活性低、受环境影响大,非接触供电技术利用部分空气作为耦合介质，无需电连接器直接连接。由于具有设备移动灵活，不受环境影响，免维护等优点，在移动电气设备的电能供应中得到了越来越广泛的应用，从可操作性、安全性、可靠性的角度考虑,采用非接触方式传输能量也具有明显的优势。非接触式供电是利用高频逆

3、变技术和电磁感应原理，结合现代电力电子技术和控控制方法，通过高频辐射的方式向设备提供电能的一项技术。电工设备的供电一般是通过插头和插座来进行的，但是在进行大功率充电时，这种充电方式存在着高压触电的危险，给人们的生产和生活带来了不安全因素，因此，实现供电系统和电气设备之间没有导体接触，成为了电能传输的重要研究方向之一。非接触供电采用分离变压器，变压器的初级线圈和次级线圈处于松耦合状态，并且可以相对运动。非接触供电的能量传输如下图，交流电源经过整流后得到直流电压，直流电压经过交流逆变变为高频交流，经谐振变换进行补偿后到达变压器，这里采用的是分离变压器，在分离变压器

4、中次级线圈通过电磁感应产生感应电流，再经过整流滤波后为负载提供电压。非接触供电能量传输示意图非接触供电是利用整流器将单相或三相工频交流电源经过整流滤波成直流电源，经过整流滤波后的直流电源将向高频逆变电路的输入端提供电流，经过逆变电路的高频逆变之后的高频交变电流再经过谐振变换补偿之后输入到初级线圈端，经电磁感应在次级产生相应频率的感应电流，经过整流滤波及电压电流调节装置的调节后便可向用电设备提供电压、电流参数适合的直流电源，从而完成非接触式电源的整个能量传输过程，电磁能的高频辐射和接收为其核心部分，用可分离变压器实现。3、国内外的研究现状早在20世纪70年代中期

5、就出现了电动牙刷,随后发布了几项有关这类设备的美国专利。这一系统属于分离式非接触电能传输方式，当牙刷不用时杯型底座通过电磁感应给牙刷中的电池充电,虽然传递的功率比较低，但感应耦合技术极好地满足了非接触的能量传递使充电过程中没有裸露导体接触，从而大大提高了电动牙刷的可靠性和安全性。近十年来，日本、美国、德国等已投入相当多的经费从事电磁耦合电力传输技术的研究和实用化产品开发，非接触式电能传输技术的大功率应用也有了很大的发展，到20世纪90年代非接触式电能传输的实际应用已经可以达到200KW和85%以上的传输效率。在国内，也有许多科研机构开始对该系统进行研究。西安石

6、油学院的李宏最先对该系统进行了介绍，中国科学院电工研究所已经研制出输出功率达到25W的实验样机，西安交通大学搭建了采用可分离变压器的非接触电能传输实验系统，效率高达87.6%。目前，感应电能传输系统应用在大功率移动设备充电上。在小功率应用中，该系统同样也有出色的表现，例如为人造器官、充电，为机器人提供电能等。4、存在的问题1)非接触供电由于大气隙的存在，使得感应耦合系数很低,导致变压器磁感的降低和漏感的增高。2)在非接触供电中存在充电器的体积偏大，功率密度小，存在电磁干扰现象。第二部分1、课题的主要内容1)非接触供电技术的能量供电原理。对耦合装置结构、磁心材料

7、进行分析,分析逆变器其补偿方式,选取半桥式串联谐振逆变器电路。2）自适应PID控制和模糊控制作比较，最后综合提出最优算法。3）采用模糊控制对系统进行建模。模糊控制器主要由模糊化、知识库、模糊推理和清晰化四部分组成。4）选择PWM控制器进行脉宽调制，控制电路选择芯片UC3861来实现零电压开关技术。5)用MATLAB对电路进行模拟仿真，找到最优参数，再进行实物仿真。第三部分1、本课题中拟解决的主要技术问题1)研究在保证能量传输稳定的情况下，如何提高其传输效率。2)如何提高初次级线圈功率比。3)如何降低电磁干扰。第四部分1、课题工作量及进展计划第一阶段（09年7月

8、—10年3月）收集相关资料开题第二阶段