寬功率范圍的ICPT系統(tǒng)效率優(yōu)化研究.pdf

1、作為無線電能傳輸系統(tǒng)重要分支,感應耦合電能傳輸(inductively coupled power transfer,ICPT)技術通過空間電磁耦合以非接觸的形式將電能從固定電源傳輸給一個或多個移動負載。ICPT系統(tǒng)寬功率的應用以及高效率的能量傳輸是ICPT技術迫不及待的發(fā)展趨勢。本文以多功率等級的多種家電設備在ICPT系統(tǒng)通用能量供電平臺高效率穩(wěn)定運行為目標來實現(xiàn)系統(tǒng)工作頻率和效率的自適應控制。旨在通過分析系統(tǒng)結構、參數(shù)特性,設計電容

2、陣列動態(tài)調節(jié)方案和改進模糊控制策略,保證不同功率等級的負載切換后,整個系統(tǒng)仍然以滿足要求的高效率穩(wěn)定運行。本文的主要工作如下:
　?、籴槍CPT系統(tǒng)通用能量供電平臺的負載具有隨機性的特點,以提高系統(tǒng)對多功率等級的負載的兼容能力和確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行為目標。根據(jù)頻閃映射建模和周期不動點理論,建立ICPT系統(tǒng)的精確數(shù)學模型和基于軟開關工作點的頻率模型;分析了負載隨機變化時系統(tǒng)的工作頻率特性和系統(tǒng)的輸出特性。通過對系統(tǒng)電流模型和效率模

3、型的建立,研究負載功率等級變化情況下的效率優(yōu)化問題;采用電容陣列動態(tài)調節(jié)電路并設計改進模糊控制算法,動態(tài)調節(jié)初級諧振電容陣列等效值,確保系統(tǒng)負載參數(shù)變化時,工作頻率的穩(wěn)定,以提高系統(tǒng)功率傳輸效率和確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　?、卺槍ω撦d隨機變化可能引起的啟動問題,提出了一種基于能量注入和自由諧振模式的ICPT系統(tǒng)定頻啟動優(yōu)化策略,以實現(xiàn)系統(tǒng)定頻啟動到浮頻控制的平滑切換和對空載運行的電壓型ICPT系統(tǒng)的快速保護。針對ICPT系統(tǒng)通用能量供電