低頻無線電能傳輸系統(tǒng)性能優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)低頻無線電能傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸出功率達(dá)到3KW，最大系統(tǒng)傳輸效率超過80％，無線傳輸距離為8cm-10cm，工作頻率低于10kHz，本文對(duì)無線電能傳輸系統(tǒng)的基本理論進(jìn)行了推導(dǎo)和分析，使用互感耦合模型計(jì)算得到了相應(yīng)公式，針對(duì)課題提高傳輸距離的要求對(duì)使用利茲線情況下的有效距離做計(jì)算，得到了此時(shí)相應(yīng)的公式，并分析各項(xiàng)參數(shù)對(duì)有效傳輸距離的影響。通過理論計(jì)算可以更好的理解無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵并有效地指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)的搭建。

2、>　　根據(jù)系統(tǒng)需要對(duì)低頻無線電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使用了數(shù)字控制芯片來調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率，逆變電路采用全橋逆變電路，有利于提高系統(tǒng)效率，由于系統(tǒng)工作頻率低且輸出功率較大，選用IGBT作為全橋逆變電路的開關(guān)器件，為其配置適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)模塊以及外圍緩沖電路等。除了弱電部分的設(shè)計(jì)還對(duì)帶功率的無線傳輸部分的每一部分做了分析，通過對(duì)電容以及線型材料等的比較最終確定了電容型號(hào)和纏繞電感的導(dǎo)線材料。使用仿真軟件對(duì)線圈匝數(shù)進(jìn)行仿真根據(jù)耦合系數(shù)變化趨勢(shì)選

3、取合適的匝數(shù)，并做了電路仿真得到原邊和副邊電感值對(duì)系統(tǒng)功率和效率的影響，進(jìn)而獲得最佳的原邊和副邊電感值，極大地改善了系統(tǒng)性能。負(fù)載的確定也由仿真得到，在確保不發(fā)生頻率分叉的情況下通過仿真曲線結(jié)果來決定負(fù)載大小。
　　為了比較不同固有頻率的系統(tǒng)的特性，本文對(duì)PSSP結(jié)構(gòu)和PSSS結(jié)構(gòu)下的擁有不同固有頻率的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得到了各個(gè)系統(tǒng)的功率效率三維圖形，對(duì)每一系統(tǒng)進(jìn)行分析以及整體比較下各個(gè)系統(tǒng)可以得到系統(tǒng)隨著固有頻率的變化而變化的趨