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基于无线电能传输的电动汽车无线充电系统研究
| 论文题名： | 基于无线电能传输的电动汽车无线充电系统研究 |
| 关键词： | 无线电能传输;电动汽车;盘式传能线圈;软开关电源;无线充电系统;三维有限元模型 |
| 摘要： | 本文针对无线电能传输技术在电动汽车充电领域的应用问题，设计了电动汽车无线充电系统。首先利用耦合模理论对磁耦合谐振式无线电能传输技术的实现条件做了理论推导，利用麦克斯韦电磁场方程组对无线充电系统中传能机构工作区域的场域特性进行了分析;然后建立了传能机构的三维有限元模型、电源主电路及驱动电路的Multisim仿真、控制方法的Matlab仿真;最后设计了电动汽车无线充电系统的结构框架并据此搭建了实验平台，具体的工作包括如下几个方面: 利用耦合模理论得出了有损振荡的简正模方程，并由此推出传能机构能量得以传输的充分条件。利用全电流定律推导出传能机构工作区域满足磁准静态场条件，建立此条件下的麦克斯韦电磁场方程组的微分形式，并作为三维有限元仿真的计算基础。 建立传能机构的COMSOL三维仿真模型，通过该模型对不同条件下传能区域磁场强度大小及分布进行了仿真分析，验证了电磁屏蔽的有效性、磁场较强的轴向指向性、对距离、频率变化的敏感性。 建立了传能机构互感等效电路模型，并据此进行阻抗归算，得出传能机构接收端对发射端参数的影响。用Multisim对电源主电路及驱动电路进行了仿真，用Matlab对电源控制部分进行了仿真，控制部分主要包括基于锁相环的频率跟踪和基于PI控制器的功率控制。 设计出可实现电动汽车无线充电的系统结构框架，并搭建了电动汽车无线充电系统实验平台。利用该实验平台研究了传能机构两线圈轴向距离对互感、传输功率、效率的影响。 |
| 作者： | 张广超 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 杨庆新;范好亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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