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题名	磁耦合谐振式无线电能传输系统研究
作者	薛超
答辩日期	2019
导师	王惠中
关键词	无线电能传输 磁耦合谐振 传输特性 复合拓扑结构 铁氧体屏蔽
学位名称	硕士
英文摘要	磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的一个重要分支。目前,国内外学者针对磁耦合谐振式无线电能传输系统的关键性问题和市场推广等方面做了很多工作,取得了丰硕的研究成果。但是,仍然存在一些需要解决的问题,如复合拓扑结构和铁氧体屏蔽技术等。基于这些问题,本文进行了深入研究,其主要研究内容如下:(1)基于电路理论和互感耦合理论建立三种典型磁耦合谐振式无线电能传输系统(串联-串联补偿、LCC-并联补偿、LCL-串联补偿)的数学模型,利用Matlab软件分析三种系统的传输特性与负载电阻、耦合系数、频率的关系,并绘制出相应的三维关系图。并且,借助PSIM软件验证LCC-并联补偿系统的恒流特性和LCL-串联补偿系统的恒压特性。仿真结果表明,LCC-并联补偿和LCL-串联补偿复合拓扑结构的引入克服了串联-串联补偿系统的空载特性差、容易损坏设备的缺点。(2)利用理论计算、仿真分析、实验验证三者结合的方法研究串联-串联补偿无线电能传输系统的五个(频率、距离、线圈参数、谐振、负载)基本特性。通过分析得到:频率和负载等都会对系统产生影响,且线圈尺寸的确定应充分考虑距离因素,即在小距离条件下选用小尺寸线圈,而对于远距离时则要增大线圈尺寸。随后,通过ANSYS有限元软件中的Maxwell和Simplorer解算器对串联-串联补偿系统的磁路特性和频率特性进行分析,并着重分析了不同覆盖面积、不同形状、不同铁氧体屏蔽材料到线圈的距离对系统的影响。实验结果表明,铁氧体屏蔽材料的引入会使系统的耦合系数、品质因数、线圈电阻发生变化,继而影响系统的传输特性。(3)对磁耦合谐振式无线电能传输系统的各模块电路进行了详细分析,主要包括器件选型和硬件电路设计,并分别搭建出一套静态无线电能传输装置和动态无线电能传输装置。最后,利用搭建的静态无线电能传输装置分析距离、负载电阻、铁氧体屏蔽材料等因素对系统的影响。实验结果表明,通过优化系统参数(距离、线圈参数等)和添加铁氧体屏蔽材料相结合的方法可以提高系统的传输性能,减少磁场泄露。
语种	中文
页码	95
URL标识	查看原文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95160]
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	薛超. 磁耦合谐振式无线电能传输系统研究[D]. 2019.

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