非接触电能传输系统传输效率相关问题研究

摘要

非接触电能传输技术是通过电磁耦合感应原理来进行能量的无线传输，是一种新型的无线电能传输技术。由于考虑到安全、方便和耐用等方面，非接触电能传输方式相比传统的电能传输方式拥有更好的应用前景。由于考虑到非接触电能传输系统在进行供电时其传输效率比较低下，本文详细介绍了非接触电能传输系统的补偿拓扑选择、增强线圈的应用和整个电路的设计，提高系统的传输效率。
　　论文对谐振补偿电路的不同补偿拓扑结构进行了详细分析，对系统的原副边补偿进行了理论推导，基于MATLAB仿真详细分析了负载电阻和系统工作频率对系统反映阻抗的影响，通过实验验证表明，与系统没加补偿电路的情况相比，加入补偿电路能将系统的传输效率提高30％左右。
　　对非接触电能传输系统的增强线圈进行了分析，对系统的传输效率进行了理论推导，基于MATLAB仿真详细分析了增强线圈耦合系数、品质因数和负载电阻对系统负载电流和传输效率的影响，通过实验验证表明，与系统没加增强线圈的情况相比，加入增强线圈能将系统的传输效率提高7%-15%左右。
　　对松耦合变压器进行了理论分析，给出了松耦合变压器互感值以及耦合系数的计算方法，基于MAXWELL仿真，当原副边线圈采用相同结构、线圈的内径约为外径的1/2时，可以将耦合系数提高2%-38%，并通过实验验证了仿真分析的正确性。
　　最后对非接触电能传输系统的主电路和松耦合变压器进行了设计，并对系统进行了实验验证，实验结果验证了上述分析。
　　本文通过研究非接触电能传输技术，设计了提高非接触电能传输效率的系统方案，为后续的研究和应用提供了一定的借鉴意义。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究目的及意义

1.4 课题研究主要内容

第二章 非接触电能传输系统组成和工作原理

2.1 引言

2.2 非接触电能传输系统组成

2.3逆变电路

2.4 松耦合变压器

2.5 谐振补偿电路

2.6 整流稳压电路

2.7本章小结

第三章 非接触电能传输系统谐振补偿技术分析

3.1引言

3.2谐振补偿的意义

3.3 CEPT系统单边谐振补偿拓扑结构

3.4 CEPT系统双边谐振补偿拓扑结构

3.5本章小结

第四章 非接触电能传输系统增强线圈技术分析

4.1引言

4.2增强线圈的作用

4.3增强线圈非接触电能传输系统性能指标

4.4本章小结

第五章 系统设计与实现

5.1非接触电能传输系统主电路设计

5.2非接触电能传输系统补偿拓扑结构电路设计

5.3非接触电能传输系统次级电路设计

5.4非接触电能传输系统松耦合变压器设计

5.5非接触电能传输系统的实验测试

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢