一种磁耦合谐振式电能无线传输系统的研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:flame_earth
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电能无线传输技术能有效解决电能有线传输过程中存在的接口标准不一致、易短路断路、维护困难等传统问题,为移动电子设备、电动汽车、生物医学、航天航空等领域及水下、矿井等场所提供了一种全新的电能传输和充电技术方案。论文首先介绍了三种基本电能无线传输技术的工作机理,然后对其中的磁耦合谐振式电能无线传输进行了详细的分析,并提出一种基于脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)整流器的磁耦合谐振式电能无线传输方案。该技术方案中初级电能发射回路采用LC谐振,次级电能接收回路采用PWM整流器,该整流器采用基于PI调节的电流内环及电压外环的双闭环控制策略,从而使次级电能接收回路实现单位功率因数下的运行,并在负载侧实现直流稳压输出。论文对该电能无线传输系统及其稳定性进行了理论分析和公式推导,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真实验,同时设计了相应的硬件和软件系统,并搭建了基于STM32F103ZET6的实验装置,分别完成了无谐振控制和谐振控制条件下的电能无线传输实验。仿真及实验结果验证了该基于PWM同步整流器的磁耦合谐振式电能无线传输方案的可行性及有效性。
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