基于電場耦合的無線電傳輸技術研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)與科學技術(尤其是電力電子技術)的發(fā)展，電氣設備日益普及。由于傳統(tǒng)的供電方式基本都采用接觸式電能直接傳導的傳輸方式，而這種方式存在著移動靈活性差、不安全、特別不適合惡劣環(huán)境(水下、潮濕等)等問題，已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求。因此，伴隨此問題就產(chǎn)生了一門以非電氣直接接觸方式來傳輸電能的技術，即無線電能傳輸技術(WPT，Wireless Power TransmissionTechnique)。
　　 近年來，在無線電能

2、傳輸技術領域，基于電場耦合方式的無線電能傳輸技術因其獨特的優(yōu)勢得到了國內(nèi)外許多的科研工作者和政府的重視。電場耦合電能傳輸(ECPT，Electrical-field coupled power transfer)技術，簡稱ECPT技術，該技術綜合利用現(xiàn)代電力電子能量變換技術、電場耦合技術、大功率高頻變換技術，借助現(xiàn)代控制理論和方法，實現(xiàn)了電能的無線傳輸。該技術為無線電能傳輸提供了一種新的途徑，有利于進一步推動無線電能傳輸技術的發(fā)展和應用

3、，具有較高的實用價值。
　　 本文主要對ECPT技術進行了探索性的研究。首先闡述了ECPT技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)及其未來的發(fā)展趨勢，并對ECPT系統(tǒng)的基本工作原理及特點做了簡要的介紹。
　　 接著對ECPT系統(tǒng)中常見的幾種拓撲結構及其調(diào)諧方法進行了分析，并提出了一種適合于ECPT系統(tǒng)的新型拓撲結構。
　　 本文研究重點是對新型的ECPT拓撲結構主電路的研究和對ECPT系統(tǒng)耦合機構的分析。其中，在對ECP

4、T系統(tǒng)主電路的研究中主要包括：系統(tǒng)主電路的π網(wǎng)絡分析、能量發(fā)射端的軟開關實現(xiàn)、拾取端的輸出恒壓控制以及驅動電路和控制電路等。而對ECPT系統(tǒng)耦合機構的分析中主要包括：幾種常見的耦合機構、耦合機構等效電容分析方法以及幾種適合于ECPT系統(tǒng)的介質材料等。
　　 最后在MATLAB/Simulink和Maxwell仿真環(huán)境下建立了仿真模型，對系統(tǒng)進行了仿真分析。同時，在理論分析和仿真分析結果的基礎上，搭建了實驗裝置，并在具有50W傳輸