| 题名 | 谐振式无线电能传输系统的耦合机构磁屏蔽研究 |
| 作者 | 房理想 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 王惠中 |
| 关键词 | 无线电能传输 传输特性 耦合机构 磁屏蔽 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 无线电能传输系统具有便捷性、安全性、通用性和避免结构损坏等优点,最重要的是利用该技术可以实现动态充电,具有巨大的经济和社会效益。在无线电能传输系统运行时,耦合机构周围存在大量的交变电磁场,这些能量若不能得到充分的应用,将会使周围的设备及生物暴露在强磁场之内,造成严重的危害。因此,本文通过研究及实验分析证明采用磁屏蔽材料不仅可以有效解决这一问题,而且能够提升无线电能传输系统的传输效率。本文对串-串型谐振式无线电能传输系统建立数学模型分析得到影响系统传输特性的因素,包括负载、互感和频率等。在此基础上分析磁屏蔽对耦合机构各参数及无线电能传输系统传输效能的影响。通过对串-串型无线电能传输系统参数的简化,在负载阻值不变时,推导出互感与失谐因子对系统传输特性的影响,得出系统产生频率分裂的条件。同时,采用控制变量法分析互感和频率对系统传输特性的影响。研究耦合机构互感对系统最佳负载以及电感对原、副边回路品质因数的影响。最后,分析原、副边回路的谐振状态对系统传输效率的影响。借助Maxwell分析导线在高频下的损耗,该损耗主要由集肤效应和邻近效应引起。通过Maxwell建立耦合机构的3D模型,并计算耦合机构磁屏蔽前后的电感、互感以及无线电能传输系统的传输效率。分析耦合线圈引入磁屏蔽材料后引起无线电能传输系统失谐的主要原因,以及通过修正补偿谐振电容的方法解决系统失谐问题。利用传输线理论分析均匀屏蔽材料的屏蔽效能,耦合线圈的轴距越大,屏蔽效能越大。虽然磁屏蔽对强耦合状态的系统传输效率提升不显著,但是可以有效降低耦合机构外侧的磁场强度。通过对谐振式无线电能传输系统的拓扑和关键器件进行对比和选择,搭建了硬件电路,使用该装置验证了磁屏蔽会导致系统失谐,修正补偿电容可以提高系统的传输效率。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 78 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95156]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 房理想. 谐振式无线电能传输系统的耦合机构磁屏蔽研究[D]. 2019. |
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