具有高错位容忍度的多绕组组合输出ipt谐振变换器的研究

《具有高错位容忍度的多绕组组合输出ipt谐振变换器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TM461论文编号：102870318-SX064学科分类号：080800硕士学位论文具有高错位容忍度的多绕组组合输出IPT谐振变换器的研究研究生姓名柯光洁学科、专业电气工程研究方向无线充电技术指导教师陈乾宏教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonIPTResonantConverterswithHighMisalig

2、nmentTolerancebymulti-outputcombinationAThesisinElectricalEngineeringbyKeGuangjieAdvisedbyProf.ChenQianhongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写

3、过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2018.03.25南京航空航天大学硕士学位论文摘要电磁感应式无线电能传输技术(Inductivepowertransfer,IPT)功率适应范围宽、效率高、技术相对成熟，应用广泛。然而，IPT系统的核心元件——非接触变压器存在多种错位工况，且目前IPT系统的能效特性对变压器

4、错位非常敏感，已成为制约IPT技术应用和产业化的瓶颈问题。为此，本文对错位下非接触变压器的建模以及如何提高IPT谐振变换器的错位容忍度进行了深入研究。论文首先回顾了IPT系统的关键技术，总结了非接触变压器的优化方法与研究成果，指出多绕组组合输出是提高IPT谐振变换器错位容忍度的有效方法。然后，论文提出了一种适用于错位条件下的耦合系数建模方法：归纳错位下耦合系数的变化规律，基于正对下的磁路模型与“感应盲点”位置的精确求解，采用特征点曲线拟合的方法建立耦合系数的准确计算模型。并结合两种典型变压器结构——双绕组(简称DD型)和盘式，给出了具体建模步

5、骤和实验结果，证明了所提建模方法的有效性。基于建模分析的研究结果，论文进一步提出一种新型的DD2Q绕组结构，通过将多路绕组“感应盲点”交叉配置、组合输出，减小IPT系统外特性波动，提高其错位容忍度。论文分别采用S/P补偿多绕组并联输出与LCL/S补偿多绕组串联输出拓扑，对谐振变换器的工作特性进行了详细分析。具体包括两种谐振变换器多工作模态的分析、模态间切换条件的建立、输出电压增益特性与输入阻抗特性的量化推导以及多绕组变压器设计约束原则的研究。并搭建了两台100W的实验样机。实验表明论文提出的多绕组组合输出IPT谐振变换器具有高错位容忍度，分别

6、在横向错位50%内、纵向错位50%内及角向错位90°内均能实现输出电压增益跌落小于50%，输入阻抗弱感性，其中并联输出100W时变换器的最大效率为93.147%。关键词：IPT，“感应盲点”，错位，变参数，多绕组组合输出，减小输出波动I具有高错位容忍度的多绕组组合输出IPT谐振变换器的研究ABSTRACTInductivepowertransfer(IPT)technologyhastheadvantagesofwiderangeofpowercapabilityandhighefficiency.SinceIPTisrelativelyma

7、ture,theIPTtechnologyhasbeenwidelyusedinavarietyofapplication.However,thephysicalmovementbetweentransmittingandreceivingcoilsisinevitableinpracticalchargingsystems,impairingtheoutputcharacteristics.Inordertosolvethisproblem,thisthesisattemptstomakeanin-depthstudyofthemodeli

8、ngofcontactlesstransformerundermisalignedconditionandtheoptimizationofIPTresonantc