基于非接触电磁耦合电能传输功率变换器研究

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1、学校代号：10532学密号：S1109W401级：普通湖南大学工程硕士学位论文基于非接触电磁耦合电能传输功率变换器研究TheResearchonPowerConverterBasedonContactlessInductivelyCoupledPowerTransferTechnologybyDENGGuojianB．E．(WuhanPolytechnicUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMastero

2、fEngineeringlnControlEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorWANGHuiSeniorEngineerZHANGYueleiApril，2013湖南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究所取得的研究成果。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。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的

3、法律后果由本人承担。作者签名：四阂涉日期：幽缪年乡月7日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，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密刨。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：g矽固如导师签名：丑当分：咖侈年占月7日：劢哆年钐月7日摘要感应耦合电能传输(ICPT)

4、技术是一项新兴的无线电能传输技术，它是利用现代电力电子能量变换技术和磁场耦合技术，并借助于现代控制理论和微电子控制技术，实现能量从静止设备向静止或移动设备无线传输的一种有效途径。传统输电技术中金属导线存在导线老化裸露，产生电火花，还有导线直接接触传输的方式受外界诸多条件影响；高压大电流又容易造成触电、火灾事故等，ICPT技术有效地解除了电气直接接触的传统电能传输方式固有的缺点，能在矿井、易燃易爆高危险环境，水下作业、人体植入式电子设备等特殊用电环境下安全有效供电。在全球能源紧张的大环境下，ICPT技术在电动汽车供电方面有着广阔的应

5、用前景。本文首先简述了ICPT技术的起源及国内外学者对这项新兴技术研究现状，实现该新型供电方式的关键性技术，以及该技术的研究意义与发展前景。本文对感应耦合电能传输系统中重要的能量传输部分，即松耦合变压器作了一定的介绍与分析，列出了松耦合变压器漏感、互感磁路模型及其松耦合系数，并对ICPT系统在单负载的情形下作为研究前提进行了电路特性及参数的分析。由于松耦合变压器存在较大漏感及耦合系数较低，要提高系统功率传输效率采取电容补偿是个有效途径，所以对ICPT系统补偿问题进行了讨论。本文针对ICPT系统一次侧高频逆变电路进行了电路拓扑分析，

6、并提出了LCC恒流型全桥逆变电路拓扑，对其谐振系统参数进行优化设计，为验证电路理论分析正确性还对改拓扑电路进行了仿真实验，仿真结果表明该电路具有很好的一次恒流效果，对负载电源特性可以是电流源型也可以是电压源型，可根据实际需求进行选择。考虑到ICPT系统在实际应用中其接入负载不止一个，当负载特性改变或其他电路参数改变时，会使系统工作频率偏于额定工作频率，无功元件就不会发生完全谐振，降低ICPT系统传输效率。为了解决该问题，本文设计了基于锁相环的频率自适应控制方案，通过仿真验证其具有很好的控制效果。关键词：感应耦合电能传输；松耦合；补

7、偿；LCC高频逆变；频率跟踪II工程硕士学位论文AbstractInductivelyCoupledPowerTransfertechnologyisanewdevelopingnon。contactpowertransmissiontechnology，whichdeliverspowerefficientlyfromastationaryprimarysourcetooneormoresecondarypick。upsbymeansofmodernpowerelectronicsenergyconversiontechnolo

8、gy，magneticcouplingtechnologyandmoderncontroltheoryandmicroelectroniccontroltechnology．TheICPTtechnologyhasbetterDerfbrmance