多负载分组磁谐振耦合无线电能传输研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youlan26
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前无线电能传输是热点研究课题,有微波、激光、电场耦合和磁场耦合等不同的输电形式,频段从几千赫兹到上千兆赫兹,距离从几厘米到上万米,应用涉及民用家电、工厂及空间太阳能电站等不同领域。本文将供电线圈和受电线圈的数量、空间位置分布、电能传输路径等因素归纳为统一的电磁问题,建立高频电磁模型。研究实际环境中无线能量传递转化的规律,为解决最大能效传输、各受电端可靠接收能量等问题提供理论和实践基础。  本文通过无线电能传输原理分析,对常用传输结构作了比较;基于电磁波近场传输非辐射性、中距离传输的特点,提出高低频适用的场与路耦合的电磁模型;对脉冲方波的传输和驱动特点做了分析和研究;对多负载分组的磁谐振耦合无线电能传输作了理论分析、仿真模拟和实验验证。从激励源到负载端都给出了实用的解决方案。具体内容如下:  1、对目前常用的2线圈和4线圈传输模型进行对比,用电路理论分析了两种传输结构的共同点与不同点。  对于无线电能传输中广泛使用的螺旋管线圈,通过其时谐交流场的方程,导出线圈感应电压和线圈间互感的表达式。通过空间变换得到错位线圈的感应电压表达式,并通过实验验证了同轴、平移和倾斜三种情况下的线圈开路电压,讨论了三种情况下场分布的特点。  通过螺旋管线圈的交流场方程结合外部电路元件的约束,建立了无线电能传输输入输出变量的场路耦合方程,通过2线圈和4线圈实验验证了方程的合理性。方程将线圈结构和尺寸统一考虑,能够直接得到输入输出变量随线圈间距变化的频域特性和线圈匝数半径变化对传输的影响及空间场的分布情况,便于系统设计和分析。  2、针对无线电能传输所需的高频激励源,分别讨论了E类功放和桥式电路两种拓扑结构。分析了多源发射的特点,论证了脉冲方波传输的机理。使用低频脉冲控制高频谐振线圈,通过实验比较了不同频率和脉宽的方波激励的传输效果。研究了用采样脉冲控制逆变电源开关管的方法。提出一种使用高频变压器进行阻抗匹配的方法,用以改善无线电能传输效果。  3、针对多负载电阻模型,分别讨论了2线圈、3线圈和4线圈结构下的传输特性,分析了各密绕线圈不同开闭情况下负载被旁路和开路时的传输效果。通过实验验证了分组传输的特点,提出一种根据传输特性对分组式负载进行控制的方法,用场路耦合联合仿真模拟了综合控制的效果。并提出了电池包分组充电的新充电模式。  最后对所做工作做了总结,对未来进一步的工作做了展望。
其他文献
该文分析了线路发生故障时,电力信号的复杂性,并提出了几种切实可行的滤波方案,较好地滤除了除基波以外的一切干扰量,为微机故障测距提供了数据基础.该文在分析了以往微机故
矢量控制原理被广泛应用于交流电机,无刷双馈电机作为一种新型的交流电机,无电刷且所需变频器容量小,但由于电机本体结构与常规电机有很大不同,导致原有的矢量控制策略无法直接应用。近年来国内外学者对其进行了深入的研究,大多集中在对电机控制策略的探索中,并获得了众多研究成果。本论文以磁阻型无刷双馈电机为例,对其定子绕组方案、转子结构、磁感应强度以及机电能量转换进行分析,继而得出磁阻型无刷双馈电机在三相交流静
草鱼(Gtenopharyngodon idellus)是我国产量最大的淡水鱼之一。脆肉鲩(Ctenopharyngodon idellus C. et V)是草鱼经脆化养殖所得的产品,其组织结构、质构与草鱼存在明显差异,
在以畜牧业为主的边疆民族地区,近年来随着区域经济的快速发展,订单农牧业也逐步兴起.本文基于边疆典型草原地区 ——内蒙古锡林郭勒盟(以下简称“锡盟”)的农牧业产业发展现
该文针对三峡多端直流输电(MTDC)方案,设计了功率调制模糊控制器以提高系统暂态稳定性.该模糊控制器采用分散控制,在华东侧繁昌逆变站和华中侧三左整流站各装设一台.其基本结
煤矿属于含有易燃易爆危险类型气体的生产企业,大多数井下配电网普遍采用中性点经消弧线圈接地的过补偿运行方式。由于井下多使用电缆供电,致使系统的电容电流值变大,如若不能准确辨识并切断故障馈线,长时间带接地故障运行,很可能进一步造成两相短路,导致电网跳闸事故,不仅影响矿井的安全生产,甚至会对井下矿工的生命安全造成很大威胁。由于故障发生时,故障特征信号微弱,影响因素繁多,所以传统故障选线装置的判断准确性较
氯碱化工是化学工业的重要组成部分,也是实体经济的重要组成部分.近年来,氯碱产品已广泛运用于各个领域,乌海氯碱化工产业基地是全区主要的氯碱产品生产基地.当前,氯碱产品创
2020年是脱贫攻坚决战决胜和收官之年,也是脱贫攻坚和乡村振兴的历史交汇期,要逐渐适应向区域平衡发展转变,向支持乡村振兴转变,向支持基础设施、产业发展并重转变.在这个关
灵活交流输电系统(FACTS)是当今电力工程领域的前沿技术.统一潮流控制器(UPFC)是灵活交流输电系统中一种多功能的控制器件.应用于电力系统中,稳态情况下它能够控制潮流,实现