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电动汽车动态模式无线电能传输技术研究
| 论文题名： | 电动汽车动态模式无线电能传输技术研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动态供电;绕组结构;混合逆变器;切换供电;无线电能传输 |
| 摘要： | 电动汽车动态模式无线供电技术作为一种新兴技术，它以非接触的方式为行驶中的电动汽车实时地提供能量供给。电动汽车可少量搭载甚至无需搭载电池组，解决了续航里程问题，同时提高电能补给的安全性和便捷性，有助于降低电动汽车初始购买成本，解决其受制于大容量电池的高成本问题，推动电动汽车的市场化。近几年电动汽车动态无线供电技术已成为国内外的研究热点之一，正受到越来越多人的关注。本文就该项技术的一些相关问题展开研究。 本文首先采用互感耦合理论建立等效电路模型，对双初级绕组并联-次级绕组之间的能量传递过程有了清楚认识，得出了影响系统输出功率和输出效率的主要因素。利用聂以曼公式推导两个绕组之间的互感参数，比较方-方形、圆-圆形、方-圆形这三种形式的电磁耦合机构的耦合特性，确定最稳定最有效的绕组结构为方-方形。并且通过MAXWELL仿真分析绕组中电流相位对初级相邻绕组边界电磁场强度的影响，最后得出结论:电流相位相反时的磁场分布比相同时的磁场分布强，通过改变次级绕组的大小，对比分析3线圈动态模式供电系统的磁场分布，进而确定当次级绕组的大小与初级绕组相等时，系统的耦合性能最佳。 对比分析了两种多初级绕组并联系统工作模式的利弊，为了使初级相邻绕组中电流相位相反，进而提出了一种混合逆变器，分析其工作模态过程和软开关实现条件;最后为了避免能量损失，及电动汽车稳定地在交界处过渡，提出了分段导轨连续切换供电的实现方法。 最终，根据仿真分析结果对实验装置进行设计，搭建150W电动汽车动态模式的无线电能传输系统平台，当传输距离10cm，负载为10Ω时装置效率达到80％左右，最后实现了小车在行驶中给其供电的目标。其中系统的发射导轨由5个初级绕组并联排列组成，分别研究了系统的频率特性，传输距离特性，负载特性以及在相同能量等级下，对比单电能变换装置—单初级绕组模式与混合逆变器模式对系统输出功率和效率的影响。 |
| 作者： | 袁园 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王健强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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