非接觸式勵(lì)磁電源諧振補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)與研究.pdf

1、非接觸式同步電機(jī)勵(lì)磁電源所使用的核心技術(shù)為松耦合感應(yīng)能量傳輸技術(shù)，用非接觸式磁罐變壓器的能量耦合實(shí)現(xiàn)了真正意義上的同步電機(jī)無刷勵(lì)磁，取代了傳統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)中的電刷和滑環(huán)。本勵(lì)磁電源具有安全性高、環(huán)保性好、所需維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)與研究了一款加入諧振補(bǔ)償電路的非接觸式勵(lì)磁電源。
　　本文首先介紹了非接觸式勵(lì)磁電源的工作原理及基本構(gòu)成，并進(jìn)行了其研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的闡述。然后，以非接觸式勵(lì)磁電源中的核心器件——松耦合磁罐變壓器為對(duì)象進(jìn)行

2、了研究，根據(jù)松耦合這種工作方式本身的特性，采用互感模型對(duì)松耦合變壓器進(jìn)行了建模，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，最后得到了松耦合變壓器的等效電路。并通過ANSOFTMaxwell軟件對(duì)松耦合變壓器進(jìn)行了仿真，分別從鐵芯材料的選取、線圈結(jié)構(gòu)的分析、氣隙對(duì)松耦合變壓器各參數(shù)的影響三個(gè)方面對(duì)其電能傳輸性能進(jìn)行了研究。
　　其次，本文對(duì)非接觸式能量傳輸?shù)闹C振補(bǔ)償原理進(jìn)行了研究，對(duì)松耦合變壓器的互感模型進(jìn)行了諧振補(bǔ)償，分析了非接觸式電能傳輸系統(tǒng)在不同

3、補(bǔ)償模式下的特點(diǎn)，先通過副邊的諧振補(bǔ)償?shù)玫礁边呇a(bǔ)償電容值，再通過映射電阻推導(dǎo)出原邊補(bǔ)償電容值，最后得出四種補(bǔ)償模式下的原、副邊補(bǔ)償電容值，并分別對(duì)其進(jìn)行了功率傳輸性能的分析，得出了不同補(bǔ)償模式下等效負(fù)載獲得最大傳輸功率時(shí)的條件，優(yōu)化了非接觸式能量傳輸電路的性能。
　　非接觸式高頻DC/DC變換器是勵(lì)磁電源的主體結(jié)構(gòu)，本文設(shè)計(jì)了其主電路拓?fù)潆娐?、?qū)動(dòng)控制電路、相關(guān)電路以及高頻松耦合磁罐變壓器補(bǔ)償電路。采用了半橋型逆變電路作為非接觸式

4、變壓器的一次側(cè)逆變電路，同步整流電路作為二次側(cè)整流電路;采用了具有很高集成度的PWM控制芯片LM5035及其相應(yīng)外圍電路作為變換器的驅(qū)動(dòng)電路與控制電路，與傳統(tǒng)PWM控制芯片相比，此款控制芯片可使DC/DC變換器具有更高的傳輸效率與穩(wěn)定性;并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的反饋電路與保護(hù)電路，以完善整個(gè)非接觸式半橋諧振DC/DC變換電路的設(shè)計(jì)。
　　最后，采用MATLAB/Simulink仿真軟件對(duì)補(bǔ)償電路及勵(lì)磁電源進(jìn)行了仿真分析。構(gòu)建了非接觸式同步電