非接觸感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化分析與頻率跟蹤控制.pdf

1、非接觸感應(yīng)耦合式電能傳輸系統(tǒng)(Inductively Coupled Power Transfer System)即ICPT系統(tǒng)，是利用交變的電磁場(chǎng)的感應(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備無線和靈活供電的一種新型電能傳輸技術(shù)。與傳統(tǒng)的電能傳輸技術(shù)相比具有更加靈活、方便、可靠、安全，所以有更良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。
　　目前對(duì)于ICPT系統(tǒng)的研究還處于初級(jí)階段，不夠深入和全面，尤其是在如何提高系統(tǒng)傳輸電能的能效特性(系統(tǒng)的傳輸功率和傳輸效率)，導(dǎo)致了

2、系統(tǒng)的傳輸品質(zhì)不高，是系統(tǒng)不能在實(shí)際應(yīng)用中廣泛適用的瓶頸。雖然許多文獻(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的傳輸能效特性進(jìn)行了研究和分析，但是絕大多數(shù)是把系統(tǒng)的傳輸功率分析與傳輸效率分析分隔開來，而缺乏基于系統(tǒng)整體優(yōu)化前提下的系統(tǒng)特性分析與設(shè)計(jì)，導(dǎo)致系統(tǒng)在滿足最大輸出功率時(shí)系統(tǒng)傳輸效率偏低；或者雖然實(shí)現(xiàn)了最大傳輸效率的設(shè)計(jì)，但是系統(tǒng)并沒用工作在最優(yōu)傳輸功率狀態(tài)下，系統(tǒng)的傳輸能力始終達(dá)不到一最佳狀態(tài)點(diǎn)。本文引用系統(tǒng)能效積指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的傳輸能力，在考慮較大輸出功率的狀

3、態(tài)下最大限度地提高系統(tǒng)傳輸效率，即達(dá)到系統(tǒng)的一個(gè)最佳傳輸能效特性點(diǎn)。為了更好地對(duì)ICPT系統(tǒng)的傳輸能效特性進(jìn)行分析，本文從系統(tǒng)整體建模出發(fā)，分析了系統(tǒng)每個(gè)部分對(duì)傳輸能力的影響和適當(dāng)?shù)倪x型，最后引出傳輸能力能效積指標(biāo)并對(duì)其進(jìn)行理論、仿真及實(shí)驗(yàn)研究，從全局優(yōu)化的角度提升系統(tǒng)的電能傳輸品質(zhì)。
　　ICPT系統(tǒng)在工作時(shí)，拾取電路通過與原邊耦合拾取能量，系統(tǒng)在工作時(shí)負(fù)載變換或是電阻發(fā)熱都會(huì)導(dǎo)致負(fù)載變化從而影響初級(jí)回路。ICPT系統(tǒng)作為一電能

4、傳輸系統(tǒng)，其負(fù)載具有很大的隨機(jī)性，而初級(jí)回路的變化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)諧振網(wǎng)絡(luò)的固有諧振頻率發(fā)生改變，當(dāng)工作頻率偏離設(shè)定值時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的傳輸能力造成影響。本文除了分析原邊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)影響諧振頻率的變化的主要因素，同時(shí)設(shè)計(jì)頻率跟蹤控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)頻率跟蹤諧振網(wǎng)絡(luò)瞬時(shí)頻率，從而解決由于諧振頻率變化而導(dǎo)致的系統(tǒng)傳輸效率降低，甚至失諧的問題。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外對(duì)非接觸感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)傳輸能效方面的研究現(xiàn)狀及研究目的與意義，分析了影響