电磁感应无线充电系统研究

“哈尔滨科技大学” 2018

王传玉

[摘要]: 现代电子技术的发展已使越来越多的移动电子设备在人们的生活中，从智能手机到电动汽车，每个人都不可避免地要每天为该设备的电池充电. 工作. 传统的有线充电方式存在机械老化，漏电，占用空间等缺点，新兴的无线充电方式可以很好地解决这些问题，具有较高的实用性和安全性. 基于电磁感应技术，本文设计了一种无线充电系统，可以为电池恒流充电. 首先，本文研究并比较了几种常见的无线能量传输方法及其最新科学研究成果，分析了它们各自的特点感应式无线充电感应式无线充电，优点和缺点，从而确定了电磁感应无线能量传输技术（ICPT）作为无线充电系统的基础. 通过建立电路模型和数学推导的方法，比较研究了串联（S-S）型和串联-并联（S-P）型谐振补偿结构的传输机理. 根据比较结果选择S-S型结构. 基于S-S型谐振补偿结构，进行了建模与分析. 利用Pspice仿真软件分析了线圈电感值和负载电阻值的变化对系统参数的影响，为系统设计提供了理论依据. 其次，使用Ansoft Maxwell仿真软件对平面线圈和圆柱线圈的磁场分布进行建模和比较，仿真结果表明平面线圈更适合该系统，然后将平面线圈添加到不同的磁芯中. 磁场发生变化，选择具有8个磁芯的平面线圈作为系统的传输线圈. 进行系统的整体设计. 硬件部分包括逆变器电路，电源开关保护电路，整流器电路以及初级和次级控制电路. 为了实现恒流充电，在系统中添加了基于PI算法调整工作频率的控制策略和用于无线通信的Zigbee模块，以实现闭环控制. 选择TMS320F28335作为控制芯片，并设计了相应的软件程序. 最后，搭建了功率为1k W的无线充电实验平台，并以磷酸铁锂电池为负载进行了实验. 研究了充电过程中一次，二次电压波形的变化及其原因. 针对传输线圈的水平和垂直位移进行开环充电实验，研究了线圈位移距离对系统传输参数的影响. 进行了闭环恒流充电实验. 实验结果表明，该系统圈间距为20cm时，可以实现1kW的无线恒流充电，传输效率为85.6％，基本满足设计要求.

[授予学位的单位]: 哈尔滨科技大学

[学位]: 硕士

[学位奖]: 2018

[分类号]: TM724

下载更多类似文档的全文

CAJ全文下载

（如何获取全文？欢迎使用: 购买HowNet充值卡，充值，咨询）

CAJViewer阅读器支持CAJ，PDF文件格式

[参考文献]

中文期刊全文

李悦；张强徐晨阳刘赞;;基于耦合模式理论的磁耦合共振无线传输分析[J]；中国电机工程学报电力电子技术2015 No.10

范兴明；莫小勇张欣;;无线能量传输技术的研究现状与应用[J]；中国电机工程学报电机工程学报2015年10月

江冰；王俊刚陈丽娟王强;;非接触电力传输系统的一次侧控制方法[J]；中国电机工程学报电气测量与仪表； 2014-11

李扬；杨庆新;陈海燕严卓张宪薛明关键词: 无线能量传输系统，传输功率，效率，影响因素电工与能源新技术； 2012年03期

戴小雷；牛王强;孟祥成;;非接触电力传输（CPT）系统中的分频分析[J]；中国电机工程学报电源杂志； 2012-03-03

吴光志;;新型推盘式硅钢板热处理生产线［Ｊ］；热处理技术与设备； 2011-04问题

徐小燕；尹文庆;胡飞;;基于电流信号的桥式无源逆变器电路互锁保护电路设计[J]；中国电机工程学报科学技术与工程； 2010-01-01

中国博论文全文

陈晨；谐振无线能量传输系统中一些电磁问题的研究与优化设计[D];东南大学2016

中文硕论文全文

王俊超；电车能传输系统的耦合线圈设计[D];北京交通大学2016

周俊伟；多传输线圈磁耦合共振无线能量传输系统的研究[D];南京科技大学2016

吴莎莎；电动汽车无线充电系统及控制方法研究[D];湖南大学2016

朱勇；电动汽车无线充电系统的建模与电磁安全性研究[D]；中国电机工程学报重庆大学2016

黄策；基于相移全桥软切换的无线能量传输系统研究[D];哈尔滨科技大学; 2016

于涛；水下无人机无线充电技术研究[D];哈尔滨工程大学2015

王斌；非接触式电力传输系统的传输效率研究[D];南京邮电大学; 2015

吴亚芬；基于LTCC的高选择性混合耦合滤波器研究[D];南京科技大学2015

张梦起；宽范围恒流输出谐振变换器研究[D];南京航空航天大学2015

任小凤；电动汽车无线充电系统的开发与性能优化[D]；哈尔滨工业大学2014

[共同引用的文献]

中文期刊全文

陈文杰；王浩臣张艺魏海峰;刘伟廷;;基于磁耦合共振的无线能量传输研究[J];中国电机工程学报江苏科技大学学报（自然科学版）； 2015-06）

李克平;;电磁谐振耦合无线能量传输系统的工作原理分析[J]；中国电机工程学报电子测试； 2015年22期

王义旺；张波张帅;;基于太阳能供电的无线充电应用研究[J]；中国电机工程学报电力电子技术2015 No.10

赵家勇；毛春刚陈鹏飞陈廷勋;姚启国;短距离无线能量传输装置的实验研究[J]；中国电机工程学报机电工程； 2015年09月

边刚英；张灿范博张强杨旭峰;;谐振无线能量传输系统的设计[J]；中国电机工程学报电气应用； 2015年17期

景武卫；黄学良;陈晨刘涵；谭琳琳王伟;;多组无线能量传输系统中影响效率的因素分析[J]；中国电机工程学报电工技术学报2015-14

李艳红；张超刘国强；高峰毛延鹏;;基于E类功率放大器的谐振无线能量传输控制设计[J]；中国电机工程学报电工与能源新技术； 2015-07期

李森涛；范少生；李福林;姜大宇;;磁耦合谐振电能传输系统的功率输出特性分析及最大功率点跟踪[J]；中国电机工程学报现代电子技术； 2015-12

张开红；严瑜张焕云罗琳;;电场耦合无线供电技术研究[J]；中国电机工程学报电源技术； 2015-05期

王国栋；乔振鹏王运健王赛利袁露露倪璐磁耦合谐振无线能量传输系统中线圈的谐振特性[J]；中国电机工程学报电源杂志； 2015-02

中文硕论文全文

杨旭；串并联补偿磁耦合谐振无线能量传输系统的分析与设计[D];华南理工大学2018

梁磊；耦合共振无线能量传输系统的共振频率研究[D];安徽科技大学2018

陈萍；地下力传输技术研究[D];西安石油大学2018

贾媛媛；共振无线能量传输系统的磁耦合机理分析与优化设计[D]；北京交通大学2018

王翔；小功率谐振无线能量计费技术研究[D];北京建筑大学2018

陆海莉；用于智能照明的宽电压范围输出LLC谐振转换器的研究[D];陕西工业大学2018

刘彦伟；电动汽车共振无线能量传输技术的优化研究[D];江南大学2018

陈晶晶；双负载磁耦合谐振无线能量传输的建模与控制研究[D];中国电机工程学报江南大学2018

张承良基于双边LCC拓扑结构的防偏移静态无线充电系统研究[D];哈尔滨工业大学2018

高新；电动汽车动态源三相耦合结构发射电源的研究[D]；中国电机工程学报哈尔滨工业大学2018

【二级参考文献】

中文期刊全文

王志辉；吕晓;孙悦苏玉刚谐振无线能量传输系统的损耗模型[J]；中国电机工程学报电工技术学报2014-09

郭瑶；朱春波宋凯魏国卢仁贵；徐世明;;行星磁芯磁耦合共振无线能量传输技术[J]；中国电机工程学报哈尔滨工业大学学报2014-05期

施建光李德军杨灿军;;自主水下航行器对接应用的水下感应耦合电力传输系统的设计与分析[J]；中国水运会浙江大学学报（计算机与电子版）； 2014年第01期

程立民；崔玉龙磁耦合共振无线能量传输的特性研究（英语）[J]；中国电机工程学报电工技术学报2013 S2问题

张一鸣；赵正明袁立强;陆婷磁耦合共振无线能量传输的两种基本结构比较（英语）[J]；中国电机工程学报电工技术学报2013 S2问题

范静；于法山张刚田子健刘军;;无线能量传输中值得注意的两个基本物理问题[J]；电工技术学报2013年S2

苏玉刚；徐健谢世云唐春森孙瑜电场耦合无线能量传输系统的调谐技术[J]；中国电机工程学报电工技术学报2013-11

刘鹏；孙江满；赵宝峰黄飞吴洪斌陈俊武曹勇;;高分子光伏材料与器件的研究进展[J]；中国科学院院刊中国科学: 化学； 2013-11

张宪；杨庆新;崔玉龙刘慧君金亮;;大功率无线能量传输系统的能量传输线圈的设计，优化与验证[J]；中国电机工程学报电工技术学报2013-10

黄学良；谭琳琳陈忠强浩;周亚龙王伟曹维杰;;无线能量传输技术研究与应用综述[J]；中国电机工程学报电工技术学报2013-10

中国博论文全文

周杰；海水环境下非接触电力传输效率的优化研究[D];浙江大学2014

李扬；大功率谐振无线能量传输方法及实验研究[D];河北工业大学2012

杨芳勋；基于ICPT的无线能量传输网络关键技术研究[D];重庆大学2012

张宪；基于电磁机械同步共振的无线能量传输与转换方法研究[D];河北工业大学2012

夏晨阳；感应耦合电力传输系统的能效特性分析与优化[D]；重庆大学2010

李泽松；基于电磁感应原理的水下非接触式电力传输技术研究[D];浙江大学2010

中文硕论文全文

郭宗zhi；结构优化与控制策略研究在电动汽车无线充电系统中的应用[D];哈尔滨工业大学2015

刘锐；低功率磁耦合共振无线能量传输特性及实验研究[D];合肥工业大学2015

卢超；磁耦合无线能量传输系统的优化设计[D];北京交通大学2015

陈俊杰；相移全桥ZVZCS同步整流器的研究[D];哈尔滨科技大学; 2015

陈振伟；电动汽车非接触充电系统松耦合变压器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学2014

任小凤；电动汽车无线充电系统的开发与性能优化[D]；哈尔滨工业大学2014

卢月龙；磁耦合共振无线能量传输特性研究[D];哈尔滨工业大学2014

雷阳；家用电器双负荷无线能量传输系统研究[D];哈尔滨工业大学2014

付春飞；轨道交通非接触式电磁电源耦合环节研究[D]；中国电机工程学报西南交通大学2014

程鹏田；基于感应耦合电能传输的电动汽车充电装置研究[D];北京交通大学2014

[相似文献]

中文期刊全文

郭彦杰；王立芳李书凡张玉旺廖成林电动汽车移动无线充电系统的动力学建模与特性分析[J]；中国电机工程学报电力系统自动化； 2017年02期

陈丽颖；张玉丽杨谦李怀良刘义成;;电动汽车车载充电系统优化研究[J]；中国电机工程学报齐齐哈尔大学学报（自然科学版）； 2017年第01期

邱林;;智能手机无线充电系统通信方案设计研究[J]；中国电机工程学报电子世界； 2017-02期

陈宁宁;;浅谈微电网下的电动汽车无线充电系统[J]；中国电机工程学报科技远景； 2017年第07期

陆军；富路王岩分布式光存储互补无线计费系统的研究[J]；电子技术学报智能建筑电气技术； 2017-03-03

薛景云;;电动汽车无线充电系统及其控制方法探讨[J]；中国电机工程学报住宅和房地产； 2017年第26期

陈独联;;纯电动乘用车弓式充电系统[J]；中国电机工程学报福建农机； 2017-03期

;无线充电系统市场将在6年内大幅增长[J];汽车实用技术； 2014-06年期间

饶军;;汽车充电系统的发展[J]；中国电机工程学报汽车维修技术员； 2014-08期

徐传正;;关于充电系统各部分的互换及注意事项[J]；中国电机工程学报技术； 2012-09期

中国重要会议论文全文

韩一帆;;无线充电系统方案研究[A]；第十三届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C]; 2016

陈瑜；孙悦王志辉苏玉刚唐春森;;电动汽车无线充电系统的空载保护和负载检测[A]； 2013年中国电机工程学会年会论文集[C]; 2013

周跃进；王运佳夏雯;;一种新型的煤矿井下矿灯充电系统设计[A];中国自动化学会控制理论理论委员会分册C [C]； 2011

郭鹏；袁蓉张小慧电动汽车充电系统的有源滤波方法研究[A]; 2016江苏省城市供电年会论文集[C]; 2016

齐国光；贾航新型汽车充电系统的智能方法与实现[A]； 1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化委员会成立大会论文集（第一卷）[C]； 1995

张小军；敏燕纪元;;电动汽车充电控制策略研究[A];第十一届河南省汽车工程科技研讨会论文集[C]; 2014

冯能联；于黎明周大森胡志杰王少林奥运场馆电动汽车快速控制的原型设计[A]； 2007年APC联合学术年会论文集[C]； 2007

黄家琪；赵迅张峰;;模糊理论在电池充电系统中的应用[A];中国高校电力系统与自动化第二十四届学术年会论文集（第二卷）[C]; 2008

冯能联；于黎明周大森胡志杰王少林奥运场馆电动汽车快速控制的原型设计[A]；中国汽车工程学会2007年年会论文集[C]; 2007

严涛；屈占战;郭瑞洲惠东李五峰；刘云佳;; V2G电动汽车充电系统半物理实时仿真平台的构建与研究[A];第十四届中国科学技术协会年会第十九次会议: 《电动汽车充放电技术研讨会论文集》 [C]; 2012

重要中国报纸全文

记者赵然； [N];中国电力报； 2016

李平华； [N];中国航空报； 2009

; [N];通讯; 2012

刘美君； [N];国际商业日报； 2015

河南许昌技术经济学院李德言； [N];电子报纸； 2008

记者刘镇记者严明； [N];河北经济日报； 2016

李俊林； [N];中国知识产权报； 2016

张忠霞； [N];新华日报2008

记者刘诚通讯员韩力[N];经济日报； 2016

记者邢洁然； [N];河北日报2015

中国博论文全文

张志杰输入串联模块化DC / DC充电系统研究[D];哈尔滨工业大学2018

李维涵； [D];合肥工业大学2016

李静；纯电动汽车充电系统的稳定性和谐波特性研究[D]；中国电机工程学报北京交通大学2014

张天阳；大功率脉冲驱动源一次储能充电系统及其关键技术研究[D];国防科学技术大学； 2016

何凯；矿用电力机车无线充电系统的研究[D];中国矿业大学（北京）； 2016

牛立勇；纯电动客车充电系统关键技术研究[D]；中国电机工程学报北京交通大学2009

赵金波；分段动态无线充电的抗偏移和中继中继方法研究[D];华中科技大学; 2016

中文硕论文全文

王传玉；电磁感应无线充电系统研究[D];哈尔滨科技大学; 2018

李波；中功率无线充电系统的研究与设计[D];厦门理工大学2017

曾浩；无线充电系统磁耦合机构的设计与优化[D];山东大学2018

李尚；基于磁耦合共振的无线充电系统设计与实验研究[D];吉林大学2018

白晓东；电动汽车动态无线充电系统的设计与实现[D]；天津理工大学2018

万玉坤基于DSP的电动汽车充电桩充电系统​​的研究与实现[D];安徽科技大学2018

张瑜；智能高效的无线充电系统[D]；东华大学2017

李文正；电动汽车无线充电系统大偏差的研究与实现[D];重庆大学2017

陈洪兴；电动汽车无线充电系统效率特性研究[D];山东大学2017

丁香月；集成车载充电系统研究[D]；南昌大学2014

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-189657-1.html