基于有軌電車停誤差規(guī)律的無線電能傳輸系統(tǒng)耦合機構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、現(xiàn)代有軌電車以其運量適中、節(jié)能環(huán)保、修建周期短等優(yōu)勢，在世界各地城市得到了廣泛的建設(shè)與應(yīng)用。傳統(tǒng)的供電方式不能完全滿足其發(fā)展需要，而無線電能傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)技術(shù)是一種安全、智能、自動化程度高的新型供電方式，符合軌道交通電氣化發(fā)展趨勢，在軌道交通供電領(lǐng)域得到了廣泛研究。耦合機構(gòu)作為WPT的重要組成部分，其效率及重量很大程度上影響了系統(tǒng)的工作特性，進而影響其發(fā)展前景。本文針對現(xiàn)代有軌電車停車偏移

2、的規(guī)律及軸重限制，對WPT系統(tǒng)的耦合機構(gòu)進行研究，通過對耦合機構(gòu)的準確建模及優(yōu)化策略的合理設(shè)計，實現(xiàn)耦合機構(gòu)工作效率與重量的綜合最優(yōu)，并利用實驗驗證了優(yōu)化方案的正確性。
　　論文首先對WPT系統(tǒng)的耦合機構(gòu)、補償拓撲和副邊電路進行建模;基于數(shù)學(xué)模型分析了耦合機構(gòu)參數(shù)與系統(tǒng)輸出功率、效率關(guān)系，同時考慮耦合機構(gòu)參數(shù)對補償電容電壓應(yīng)力的影響;通過對安裝于有軌電車的耦合機構(gòu)應(yīng)用場景進行仿真分析，指出采用帶屏蔽層耦合機構(gòu)的必要性。
　　

3、其次通過比較不同的電磁分析方法的優(yōu)缺點與適用范圍，得到數(shù)值解析法在多參數(shù)建模及優(yōu)化中具有較大優(yōu)勢，并利用麥克斯韋方程組對純線圈機構(gòu)、帶屏蔽層的耦合機構(gòu)進行了數(shù)學(xué)建模;利用仿真與數(shù)值分析的方法對屏蔽層的材料特性、耦合機構(gòu)的偏移特性以及形狀特性進行分析，以此來指導(dǎo)耦合機構(gòu)優(yōu)化策略設(shè)計。
　　接著提出一種基于效率期望與重量的綜合優(yōu)化目標(biāo)與設(shè)計策略。詳細闡述了目標(biāo)函數(shù)及約束條件的計算方法，并對耦合機構(gòu)的優(yōu)化策略進行設(shè)計，利用所設(shè)計的優(yōu)化流