检索结果-南通市图书馆

电动汽车无线充电能效优化与副边输出控制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电动汽车无线充电能效优化与副边输出控制研究

作者：王阳光西安理工大学

学位级别：硕士

近年来环境恶化和能源短缺问题日渐突出,加快推进能源清洁型和环境友好型电动汽车(Electric Vehicle,EV)乃形势所趋。相较于有线充电,无线充电具有无物理接触、避免插拔和接触磨损、安全可靠、占用空间小等优点,备受研究者关注。本文基... 详细信息

近年来环境恶化和能源短缺问题日渐突出,加快推进能源清洁型和环境友好型电动汽车(Electric Vehicle,EV)乃形势所趋。相较于有线充电,无线充电具有无物理接触、避免插拔和接触磨损、安全可靠、占用空间小等优点,备受研究者关注。本文基于感应式无线电能传输技术(Inductive Wireless Power Transfer,IWPT),针对补偿网络失谐问题,研究最大直流跟踪的调频调谐振方法,优化输出能效;结合副边斩波电路和补偿电路输出特性,研究副边预测输出控制以稳定系统输出,具体研究内容如下:首先对研究背景和意义进行阐述,结合目前EV充电方式,对无线电能传输技术进行综述,并列举和分析了推进无线充电技术进步的关键研究点。其次,以S/S拓扑为例建立松耦合变压器互感、T模型,对S/S、S/P、S/SP谐振补偿电路输入、输出特性进行分析,并在不同类型负载工况下进行对比分析,得出S/SP补偿相比其他两种拓扑具有优越性。此外对S/SP补偿拓扑的能效与负载、频率的关系进行推导和分析,为控制策略建立提供理论基础。再次,对无线电能传输补偿拓扑失谐原因进行分析,推导了原副边漏感变化量与传输效率的关系,阐述了谐振调节的必要性。通过公式推导得出最大直流电流跟踪谐振判断依据,研究最大直流电流跟踪的调频调谐振方法,通过仿真分析初步验证该方法可提高失谐状态下的传输效率。然后,推导变压器耦合系数、Buck-Boost占空比与S/SP补偿电路输出电压和功效的关系,通过调节占空比可在耦合系数一定变化范围内稳定变压器输出电压、传输能效;针对电路输出特性对副边Buck-Boost斩波电路研究预测输出控制,确保耦合系数变化时Buck-Boost输出电压、电流恒定;仿真验证了预测输出控制的有效性。最后,通过实验验证了最大直流电流跟踪的调频调谐振方法的有效性,该方法可提高失谐状态下漏感过补偿或欠补偿状态下的传输效率;此外还验证了当输出功率波动和松耦合变压器耦合系数变化时,所研究预测输出控制可实现输出电压和电流恒定。

关键词：无线充电补偿拓扑谐振调节预测输出控制

电动汽车无线充电副边控制策略及输出特性研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电动汽车无线充电副边控制策略及输出特性研究

作者：陈敬西安理工大学

学位级别：硕士

随着电动汽车的广泛应用,电池的续航力成为影响电动汽车的关键,电动汽车的充电方式也成为国内外学者研究的热点。而无线充电技术由于其充电安全可靠、携带方便、重量较轻、开关磨损小等优点,被国内外众多学者研究应用于新能源汽车中,为... 详细信息

随着电动汽车的广泛应用,电池的续航力成为影响电动汽车的关键,电动汽车的充电方式也成为国内外学者研究的热点。而无线充电技术由于其充电安全可靠、携带方便、重量较轻、开关磨损小等优点,被国内外众多学者研究应用于新能源汽车中,为电动汽车提高续航力开辟新途径。本文主要工作是基于感应耦合式无线电能传输技术,结合补偿网络输出与DC-DC电路采用滑模控制,使得输出保持稳定:并对松耦合变压器进行优化,提高其传输能效。具体从以下几个方面展开研究:首先,介绍了无线电能传输的背景意义及国内外研究现状,详细介绍了无线电能传输的传输方式及电动汽车无线充电的充电方式,分析影响电动汽车的无线充电的关键点。其次,介绍了无线充电常用的四种基本补偿拓扑与基于此提出的其他混合补偿拓扑,详细对比了SS、SP、SSP三种补偿拓扑在不同工况下的输出特性,得出SSP拓扑更适合电动汽车无线充电,确定主电路采用SSP补偿拓扑;进一步推导SSP补偿拓扑的输出能效与互感、谐振频率的关系,分析参数变化对输出能效特性的影响;仿真验证SSP在不同负载条件下具有恒压输出特性。再次,针对蓄电池建立等效模型,分析其充电方式;推导SSP补偿拓扑输出与Buck-Boost电路占空比关系,确定调节占空比可改变SSP输出;针对松耦合变压器漏感大输出容易受距离扰动影响的问题,对Buck-Boost电路采用滑模控制,使得松耦合变压器输出扰动时Buck-Boost电路可稳定输出:仿真验证了采用滑模控制可实现恒流恒压稳定输出。然后,针对现有的平面U型变压器的磁芯结构和绕线方式,对其进行优化改进以提高松耦合变压器耦合系数;对三种变压器进行耦合系数定量分析,理论与仿真分析原副边线圈相对位置变化时耦合系数的变化规律,得出加入磁芯后的松耦合变压器聚磁能力增强,可提高输出能效,并在此基础上加入辅助绕组与副边线圈共同输出,提高线圈横向位置变化时的输出能效,仿真与理论相一致。最后,实验验证了加入滑模控制可实现松耦合变压器相对位置变化时输出电压与电流稳定;在平面U型的基础上改进变压器结构,对比两种变压器输出,并绕制辅助绕组,分析线圈相对位置变化时的输出特性,实验验证加入磁芯的新型松耦合变压器可提高输出能效。

关键词：无线充电补偿拓扑滑模控制松耦合变压器耦合系数

基于四线圈结构的感应式无线电能传输系统研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于四线圈结构的感应式无线电能传输系统研究

作者：李施其西南交通大学

学位级别：硕士

随着生产力的迅猛发展,能源作为核心问题受到越来越多的重视。而电能已经成为现代社会最重要的动力来源之一。传统的电能传输通常采用线缆的方式,但存在无法避免的传输损耗、发热以及线路老化、尖端放电等问题,极易引起安全事故。因此... 详细信息

随着生产力的迅猛发展,能源作为核心问题受到越来越多的重视。而电能已经成为现代社会最重要的动力来源之一。传统的电能传输通常采用线缆的方式,但存在无法避免的传输损耗、发热以及线路老化、尖端放电等问题,极易引起安全事故。因此在一些领域,无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术有着无可比拟的优势,有望代替传统输电技术。感应式无线电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)是一种有效的WPT技术方案,具有传输功率大,传输效率高以及传输距离较远等优点,应用潜力巨大。但传统IPT系统补偿拓扑的抗偏移能力较差,当接收端发生偏移时,传输功率会产生较大波动从而影响系统正常工作。本文主要针对提升IPT系统抗偏移能力,提出了一种四线圈结构的感应式无线电能传输系统,对于促进无线电能传输技术在实际场景中的普及具有一定的意义。本文首先介绍了无线电能传输技术的基本概念、特点及分类,然后总结了当前国内外的研究现状。通过建立等效电路的方法,详细分析了IPT系统中常用的SS补偿拓扑和双边LCC补偿拓扑,推导了系统输入输出特性,指出了影响系统输出功率的因素及在实际应用中存在的问题。在此基础上本文给出了一种四线圈结构的IPT系统,并进行了详细的分析研究。首先建立了简化的受控源等效电路模型,之后针对其基波近似电路利用经典的电路叠加定理分析方法推导了系统输入输出特性。进一步地,并针对多耦合结构分别计算了每组通道的传输功率,从运行原理上分析了系统抗偏移能力,提出了优化传输的影响因素。最后,根据理论分析搭建了实验平台,设计并实现了传输距离为100mm的IPT系统,输入输出电压均为250V,正对时的系统输出功率为500W,DC-DC效率达到了96.067%。当系统沿x方向偏移100mm后输出功率为正对时的56%;沿y方向偏移100mm后输出功率为正对时的92%。实验结果表明系统具有较强的抗偏移能力,验证了所提拓扑的可行性。

关键词：无线电能传输补偿拓扑抗偏移方法四线圈结构多通道传输

基于谐振式WPT的电动汽车电池充电系统研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于谐振式WPT的电动汽车电池充电系统研究

作者：郝超超武汉大学

学位级别：硕士

为了改善能源消费结构,降低环境污染,实现汽车产业的跨越式发展,近几年国家在电动汽车发展方面给予了大量的政策和资源扶持。但充电技术在一定程度上限制了电动汽车的普及,无线充电技术的发展为解决该问题提供了新的思路。相较于传统的... 详细信息

为了改善能源消费结构,降低环境污染,实现汽车产业的跨越式发展,近几年国家在电动汽车发展方面给予了大量的政策和资源扶持。但充电技术在一定程度上限制了电动汽车的普及,无线充电技术的发展为解决该问题提供了新的思路。相较于传统的电动汽车有线充电方式,无线充电具有安全、方便、可靠、智能化等优势。在当前对无线电能传输的研究中,谐振式无线电能传输技术（MCR-WPT）因其在传输功率、效率和距离等方面的优越性成为当前无线充电领域的研究热点,本文基于该技术设计了一套适用于电动汽车电池恒流恒压充电的无线电能传输系统。首先,阐述了电动汽车电池的充电方式,并对当前基于谐振式无线电能传输技术的恒流恒压充电方法进行了对比,选择了相对较优的,以拓扑切换形式实现电池充电作为本文的研究对象。运用电路互感理论建立了无线电能传输系统四种基本补偿拓扑和LCC-S复杂补偿拓扑的数学模型,详细的分析了各个模型的电流、电压输出特性以及输入阻抗特性。根据分析结果,针对其它切换方法的缺点,设计了一种更佳的,基于SS与LCC-S拓扑网络切换的恒流恒压充电系统,并给出了各元件参数的选取方法。在此基础上,利用Simulink平台搭建了完整的无线充电系统仿真模型,对其恒流恒压和零相角特性进行了验证,并对系统传输效率的变化进行了分析。其次,耦合线圈作为无线充电系统的关键部分,对其传输效率的影响因素进行了分析。同时借助JMAG电磁场仿真软件,从线圈间耦合系数的角度出发,对不同形状线圈的耦合程度进行了分析,确定了方-方型耦合线圈为最佳的耦合机构。依据实际电动汽车耦合线圈的尺寸大小,建立了2:1的仿真缩比模型,并对导线和磁芯材料的选择进行了介绍,进一步优化了耦合线圈的尺寸和磁芯配置。根据仿真结果进行了实际线圈的绕制,并提出了一种非对称线圈结构互感与耦合系数的测量计算方法。最后,详细介绍了无线充电系统中电源、逆变、驱动、控制等电路模块的硬件设计,对模块中所用二极管、MOSFET、驱动芯片、控制器等元件的型号进行了选择和说明。并在此基础上搭建了完整的电动汽车电池充电实验平台。通过该实验平台对无线充电系统的恒流恒压输出特性和ZPA特性进行了验证,与理论分析和仿真结果基本相同。

关键词：电动汽车无线充电补偿拓扑 JMAG 耦合线圈优化

自主式水下航行器无线充电系统线圈设计及拓扑与控制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自主式水下航行器无线充电系统线圈设计及拓扑与控制研究

作者：刘润鹏华南理工大学

学位级别：硕士

广阔的海洋是人类的财富宝库,在对海洋的探索和开发中,自主式水下航行器(AUV)不断受到重视。为了省去航行器充电前的打捞环节,提高安全性,扩大航行器巡航范围,航行器水下无线电能传输技术应运而生。无线电能传输技术可以实现非直接接触... 详细信息

广阔的海洋是人类的财富宝库,在对海洋的探索和开发中,自主式水下航行器(AUV)不断受到重视。为了省去航行器充电前的打捞环节,提高安全性,扩大航行器巡航范围,航行器水下无线电能传输技术应运而生。无线电能传输技术可以实现非直接接触情况下的电能传输,具有实现航行器水下直接充电的能力。本文主要针对自主式水下航行器无线充电系统的线圈设计、补偿拓扑及控制三个方面,通过理论推导、仿真验证和实验验证等方法进行研究。本文主要研究了以下内容:1.首先对水下无线充电系统的基本组成和实现方式进行介绍,包括无线充电系统实验平台搭建和初步实验。之后对水下无线充电与陆上无线充电的不同进行分析,着重研究充电过程中水下涡流损耗的影响,在对水下涡流损耗进行理论分析之后,通过水下涡流损耗实验,分析适合水下无线充电工作的基本条件,为之后几章中的研究和设计奠定基础。2.总结现有线圈的设计优缺点,设计出一种航行器新型无线充电线圈,所设计的新型线圈在保证传输效率基础上,能够使无线充电过程中发射线圈和接收线圈较高强度的耦合磁场在航行器内分布得尽可能少,最大程度降低对航行器内部电子器件的影响,当航行器发生任意角度的旋转偏移时,发射线圈和接收线圈之间的互感能够基本维持不变。3.通过分析现有拓扑的特点,结合水下无线充电具体要求,对适用于水下航行器无线充电的补偿拓扑进行研究。首先选定发射端采用电感-电容-电容(LCC)补偿,接收端采用串联电容(C)补偿的LCC-S型,以及发射端采用LCC补偿,接收端无补偿(N)的LCC-N型两种补偿拓扑,对两种拓扑进行研究,包括LCC-S的恒压特性,LCC-N的原边检测实现方法,以及二者的传输特性。通过仿真验证了理论推导后,再通过实验进一步验证二者的传输效率差异,分析两种拓扑的适用范围。4.以LCC-S型补偿拓扑为基础,研究适用于水下航行器无线充电的控制策略,选择对无线充电系统发射端整流桥和接收端整流桥进行控制,实现两端的功率因数校正和恒压输出。选定无源控制作为控制方法,推导出发射端和接收端的无源控制能量方程,设计出适合水下无线充电特点的无源控制律,之后通过仿真和实验验证控制的可行性。

关键词：自主式水下航行器无线电能传输线圈设计补偿拓扑无源性控制

基于效率优化的磁耦合谐振式无线能量传输系统研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于效率优化的磁耦合谐振式无线能量传输系统研究

作者：王志涛广西科技大学

学位级别：硕士

磁耦合谐振式无线能量传输技术是目前国内外学者研究的热点之一,该技术具有电能传输距离较远、传输效率高、安全性能好等优势,在工业上、生活中得到广泛应用,如在新能源动力、便携设备和其他相关领域得到广泛应用,因此越来越多的学者关... 详细信息

磁耦合谐振式无线能量传输技术是目前国内外学者研究的热点之一,该技术具有电能传输距离较远、传输效率高、安全性能好等优势,在工业上、生活中得到广泛应用,如在新能源动力、便携设备和其他相关领域得到广泛应用,因此越来越多的学者关注磁耦合谐振式无线电能传输技术。本文首先介绍磁耦合谐振式无线能量传输系统工作原理及组成部分,建立磁耦合谐振式等效电路模型,研究电路结构、线圈结构、负载特性等方面对系统传输效率的影响,并分析了趋肤效应与线圈损耗现象,为磁耦合谐振式无线电能传输系统设计优化奠定基础。本文针对系统受无功功率影响导致传输效率降低的问题,加入谐振补偿结构,分别对四种谐振补偿结构进行建模和分析,对比四种补偿结构的能量传输特性。选择更适用于磁谐振系统的SS型补偿结构,针对负载变化时对该系统影响进行理论分析;其次对无线能量传输系统传输特性进分析,计算参数和减小损耗来提升效率。针对接入不同负载偏离负载最大效率点系统传输效率会降低的问题,加入阻抗匹配控制策略,并使用倒L型阻抗匹配变换网络实现系统最高效率的设计方式。无线能量传输系统实现ZVS进行效率优化,增强系统能量传输效率。本文对磁耦合谐振无线能量传输系统进行硬件电路设计,由发射端、接收端以及磁耦合模块分别搭建该系统模块,并发射端和接收端进行参数设计,对磁耦合线圈部分进行结构和材质上的参数设计和计算、线圈形状、磁条的布局。硬件电路实现无线电能传输功能,在加入软件设计后搭建出一台磁耦合谐振式无线电能传输系统实验样机,通过采集发射端与接收端的电压电流数据上传到电脑。本文设计无线电能传输实验样机进行实验,对处于工作状态下的该系统中双线圈之间的传输距离以及不同负载值对系统能量传输效率和功率的影响进行实验分析,验证是否与之前理论结果相一致。并通过参数计算出的误差值进行分析,验证最高效率负载匹配设计的有效性,并选择合适的传输距离在系统谐振频率下实现系统无线电能传输实验。

关键词：无线能量传输效率优化补偿拓扑阻抗匹配变换网络 ZVS

非接触电能传输系统的最大功率跟踪技术及实验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

非接触电能传输系统的最大功率跟踪技术及实验研究

作者：王敏壕华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

目前关于非接触电能传输系统最大功率跟踪的研究存在着较少针对三阶补偿拓扑结构、跟踪过程容易陷入局部最优、最优点附近容易发生振荡及无法兼顾跟踪速度与精度等问题。针对以上问题,本文以基于轴式松耦合变压器的电磁感应式非接触电... 详细信息

目前关于非接触电能传输系统最大功率跟踪的研究存在着较少针对三阶补偿拓扑结构、跟踪过程容易陷入局部最优、最优点附近容易发生振荡及无法兼顾跟踪速度与精度等问题。针对以上问题,本文以基于轴式松耦合变压器的电磁感应式非接触电能传输系统为研究对象,构建三阶补偿拓扑结构并进行理论研究,提出一种易实现、变步长、高精度、防振荡的改进扰动观察法来对传输系统进行最大功率跟踪。首先,通过构建三阶补偿及松耦合变压器数学模型,推导补偿元件参数与谐振频率、输出电压与频率等关系式,设定补偿元件参数及系统固有频率。其次,分析元件参数漂移对系统输出曲线的影响,计算出系统元件参数化扫描下所有的输出电压与频率的关系曲线,根据曲线分布规律及输出特性截取出合理工作频段,避免跟踪时陷入局部最优。再次,针对扰动观察法的缺陷,进行改进扰动观察法设计,其具有判断跟踪方向、选择步长、自动启动跟踪、自动结束跟踪和防死循环等功能,可以实现最大功率点的精准跟踪,并解决最优点附近振荡、无法兼顾速度与精度和陷入局部最优的问题。然后基于改进扰动观察法对系统进行最大功率跟踪控制仿真研究,验证方法的可行性。最后,进行补偿元件温度特性测试、补偿元件参数漂移对传输系统输出特性影响的测试及改进扰动观察法最大功率跟踪测试,验证模型与方法的正确性。

关键词：无线电能传输感应式功率传输功率传输系统最大功率点跟踪补偿拓扑传输效率

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

松耦合感应电能传输系统的设计

海军工程大学学报 2006年第1期18卷 31-33,41页

作者：张永祥田野李琳明廷涛海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033

在建立感应电能传输系统互感模型的基础上,结合设计的小功率感应电源试验平台,分析了如何选择该系统的补偿拓扑和谐振频率.根据分析结果搭建了感应电源试验平台,并且通过实验,证明了该系统在额定负载下的输出功率最大.

关键词：松耦合感应电能传输系统补偿拓扑谐振频率

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

AGV无线电能传输系统及其优化策略研究

AGV无线电能传输系统及其优化策略研究

作者：黄武奎西南科技大学

学位级别：硕士

随着工业物流的快速发展,现代工厂对物流系统的智能化、运输效率提出了更高的要求,自动引导车(Automated guided vehicle,AGV)作为智能物流中的典型代表,得到广泛应用和推广。然而传统的有线充电安全性低,严重的制约着AGV的发展,将磁耦... 详细信息

随着工业物流的快速发展,现代工厂对物流系统的智能化、运输效率提出了更高的要求,自动引导车(Automated guided vehicle,AGV)作为智能物流中的典型代表,得到广泛应用和推广。然而传统的有线充电安全性低,严重的制约着AGV的发展,将磁耦合谐振式无线电能传输技术应用于AGV充电成为解决该问题的最佳方案。本文研究应用于AGV的无线电能传输系统,以补偿拓扑为研究目标,主要的研究内容如下:首先建立了四种基本补偿拓扑数学模型,分析了四种基本拓扑不适用于AGV无线电能传输系统的原因。接着建立了双边LCC(Double-Sided LCC,DSLCC)补偿拓扑数学模型,推导了功率、效率模型,分析了影响传输效率的因素,发现该拓扑在对电池大电流充电时传输效率低,为解决此问题,基于DSLCC拓扑提出了改进型拓扑DSLCC-T,并建立了数学模型,对效率模型进行了推导,对线圈互感、负载电阻、变压器励磁电感、变压器匝比对传输效率的影响进行了分析。然后对DSLCC与DSLCC-T拓扑做了效率对比分析,发现两种拓扑适用于不同负载情况,对效率分界线受线圈互感和变压器励磁电感的影响进行了分析。接着对常用的对称参数设计方法进行了推导,对该方法进行了改进,在不改变输出功率、输出电流等参数的前提下,通过调整两边补偿参数的比例来重新配置补偿参数,当收发线圈电流相等,可以得到最大传输效率的补偿参数,并搭建了仿真模型进行验证。最后搭建了一套功率为1k W的AGV无线电能传输系统进行了实验验证,最终实现了在系统输出为48V/20A时,系统效率最高为88.54%。

关键词：自动引导车磁耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑效率