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在日常生活以及生产实践中,电能的传输主要是由导线直接接触进行传输的。电源与负载之间必须要有直接的物理连接。新型的感应耦合式电能无线传输技术,它基于电磁感应原理,运用现代电力电子能量变换技术和控制方法,实现供电线路和用电设备之间的非物理连接而进行能量传输,即“无线供电”。
新型无接触电能传输技术把传统变压器的初、次级分开,无接触变压器初、次级绕组分别绕在初、次级磁芯上,分别连接电源和负载,初、次级可以保持相对运动或者静止,电能通过耦合的磁场进行传输,从而实现了无物理连接的电能传输,消除了供电系统的摩擦、电弧等危害,提高了系统的安全性和灵活性。
由于无接触电能传输技术具有以上优点,是一项极具应用潜力的高新关键技术,在广东省自然科学基金项目和广州市科技计划项目资助下,作者对此进行了深入的理论及实验研究。本文共分为五章:第一章是绪论部分,主要介绍了无接触电能传输系统,国内外发展现状,以及研究的意义和应用前景;第二章分析了其基本结构和工作原理,并建立了谐振变换器以及无接触变压器的模型,通过比较无接触变压器与普通变压器的不同点,理论得出了初级和次级补偿的方法;第三章论述了初级变换器拓扑选择,主要器件参数设计的问题,并且介绍了无接触变压器的类型和结构,提出无接触变压器设计的难点;第四章在前面所建立的理论基础上,对无接触电能传输系统的距离、位移、匝数、频率、效率和补偿等关键问题进行了仿真及实验研究;第五章设计了新型的无接触电能传输装置,提出了其独特的反馈及控制方法,设计了次级变换器以及装置外形结构,记录并分析了系统在各种状态下的工作波形和整机效率曲线。