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《华南理工大学》 2019年
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分布式动态磁耦合谐振无线充电控制技术

官芳  
【摘要】:随着电动汽车行业的发展,其相关充电技术成为大家研究的热点之一,无线电能传输技术利用磁耦合谐振原理可实现非接触充电。根据这一特点,本文将电动汽车充电与无线电能传输结合从而实现电动汽车边走边充电即课题名字中的动态充电由来。为实现这一目标,本文将从以下几个方面对课题进行研究:1对发射侧补偿拓扑进行合理设计,发射线圈侧电路选择LCC补偿结构从而实现一次侧发射线圈电流与二次侧电路参数的解耦,对LCC补偿拓扑的抗偏移特性进行了分析与验证,并对系统的传输功率及效率进行建模与分析,得到优化的传输功率与效率及与此对应的匹配等效负载阻抗,为后文控制器期望点的配置及系统元件参数的选取提供了理论基础。2系统发射线圈采用分布式铺设(课题中“分布式”的由来),并合理设计线圈结构及排布方式,接收线圈运动过程中随着发射、接收线圈间相对位置的改变,线圈间互感处于动态波动状态。通过Maxwell电磁仿真软件和微元计算法对发射线圈间间距和接收线圈长度进行优化分析,利用互补的思想实现接收线圈运动过程中相邻两个发射线圈(双源)与接收线圈间互感可相互补偿从而减小线圈间总互感的波动幅度。3对车载系统两级互联设计方案中整流、DC-DC控制器分别进行设计,根据整流、DC-DC控制器的高频开关性及算法间特点比较选择非线性控制算法—无源控制理论作为控制器的设计基理。对无源控制理论基础进行一定分析介绍,并总结EL模型和PCHD模型的设计过程及各自特点。整流环节采用二极管整流电路加升压型斩波电路构成的双管H桥拓扑,引入无源控制理论结合PI补偿期望状态值的方法对整流电路进行控制器设计。对整流系统进行建模与分析,通过对整流器的开关进行控制使整流侧电路在线圈间耦合系数变化及负载变化等状况下可以实现输入侧功率因数校正且输出电压恒定。DC-DC环节采用升压型斩波电路,用无源控制算法对直流斩波非线性系统进行数学建模与分析,并引入输出电流反馈PI模块实现对输出电压期望值的更新实现恒压输出。4对车载侧控制器进行整体设计,提出基于第四章的两级控制器互联方案和SCC控制器方案,对两种方案的可行性分别进行验证并对二者的特性进行对比分析和总结。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U469.72

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【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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