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无接触供电动态载荷的自适应技术研究

作　者: 吴亮亮
导　师: 钱晓明
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 无接触供电自适应恒流动态调谐
分类号: TM724
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

无接触供电技术是综合应用了现代电力电子技术、电磁耦合技术和现代控制理论的新技术，实现了供电设备和用电负载之间的机械分离，克服了传统供电技术的不足，在物流自动化领域具有广阔的应用前景。本文根据无接触供电副边部分载荷变化的特点,研究了无接触供电系统原边的自适应技术。首先，考虑拾电器补偿电路的反射阻抗对原边电路带来的影响，分析了无接触供电系统动态载荷性能，研究了原边LCL补偿拓扑和副边串并联补偿拓扑，建立了系统电路模型。其次，从电流自适应角度出发，分析了系统原边恒流对拾电器稳定输出的作用，提出了LCL补偿拓扑结合移相PWM控制的方式，通过LCL补偿拓扑实现原边恒流和滤波效果，通过移相PWM控制实现对原边电流的调节，实现对输出功率的优化，并进行了仿真验证。然后，从系统频率稳定性的角度，提出LCL补偿拓中加入相控电感动态调谐元件保证系统固有谐振频率与定频控制频率一致，实现系统的频率稳定，利用Simulink建立仿真模型，对不同的反射阻抗进行了仿真和分析。最后，基于无接触供电的有轨车实验环境，开发了系统整流电路、高频逆变电路、控制电路、隔离驱动电路和LCL补偿电路，进行了动态载荷的自适应实验验证和分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-12
第一章绪论  12-20
  1.1 传统移动供电现状  12-13
  1.2 无接触供电技术概述  13-17
    1.2.1 无接触供电技术简介  13-14
    1.2.2 国内外发展现状  14-17
  1.3 课题研究目的与意义  17-18
  1.4 课题来源及主要研究内容  18
  1.5 本章小结  18-20
第二章无接触供电系统动态载荷性能分析  20-33
  2.1 系统电路建模  20-24
    2.1.1 互感建模  20-22
    2.1.2 系统补偿拓扑  22-24
  2.2 主要动态性能参数  24-27
    2.2.1 副边动态性能参数  24-26
    2.2.2 原边动态性能参数  26-27
  2.3 动态载荷下性能分析  27-31
    2.3.1 原边电流分析  27-28
    2.3.2 系统相位角和功率因数分析  28-30
    2.3.3 系统谐振频率分析  30-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章面向动态载荷的恒流技术研究  33-45
  3.1 系统恒流概述  33-35
  3.2 常见的原边恒流策略  35-42
    3.2.1 DC-DC 恒流策略  35-36
    3.2.2 移相 PWM 控制的恒流策略  36-38
    3.2.3 LCL 补偿拓扑恒流策略  38-42
  3.3 基于 LCL 补偿拓扑的移相 PWM 控制  42-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章基于相控电感的动态调谐  45-61
  4.1 频率稳定性自适应概述  45-46
  4.2 相控电感原理和控制  46-50
    4.2.1 相控电感原理  46-49
    4.2.2 相控电感控制方式  49-50
  4.3 基于相控电感动态补偿实现  50-53
    4.3.1 动态补偿电路模型  51
    4.3.2 动态补偿控制原理  51-52
    4.3.3 补偿支路参数设计及优化  52-53
  4.4 动态补偿建模与仿真  53-60
    4.4.1 仿真模型建立  53-56
    4.4.2 不同载荷下动态补偿仿真分析  56-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章动态载荷下自适应技术的实验验证  61-70
  5.1 系统应用环境  61-62
  5.2 系统设计与实现  62-66
  5.3 实验过程与结果分析  66-69
  5.4 本章小结  69-70
第六章总结与展望  70-72
  6.1 总结  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
在学期间的研究成果及发表的学术论文  77

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