多自由度ICPT系统拾取方位自整定及相关控制技术研究
【作 者】祝兵权
【摘 要】摘要
感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer)技术是一种新兴的电能传输技术,它是基于电磁感应原理,综合利用现代电力电子技术、磁场耦合技术以及控制理论,实现用电设备以非电气接触的方式从电网获取电能的技术,具有便捷、安全、低维护、可靠性高及环境亲和力强等优点。
本文以国家自然科学基金项目“高效多自由度非接触电能传输系统关键技术研究”(基金号:50777071)以及重庆市科技攻关项目“城市电气化交通新型供电模式研究与开发”(项目编号:CSTC2008AC3089)为依托,针对拾取机构或者受电设备的空间方位局限性以及相关问题进行研究。其目的是提升拾取机构的多自由度拾取能力,为开发一种具有磁力线方位自动跟踪的自适应多自由度拾取机构打下铺垫,并实现相关电路设计,保证多自由度拾取机构方位自整定、推拉式谐振软开关逆变电路实现及其输出电压的稳定。
本文首先对拾取机构方位自整定机理进行研究,提升了拾取机构的灵活性,然后通过对发射电路的改善设计,实现了 ICPT 系统的谐振软开关发射电路,减少了能量损耗,最后通过对拾取端斩波控制机理的研究,提出了 ICPT 系统输出电压的主动控制术,实现了拾取端输出电压的稳定。这些均能够提升了 ICPT 系统的稳定性及有效性,为 ICPT 技术的实用化打下坚实的基础。
最后,论文借助 Matlab/Simulink 仿真软件对多自由度 ICPT 系统推拉式谐振软开关逆变电路以及输出稳压电路的相关参数进行了仿真,为电路中器件的参数设计提供了参考依据。接着根据理论分析以及仿真模型设计实验电路,分别对多自由度拾取机构、逆变电路以及稳压电路的关键参数进行了实验测定,验证了理论分析与仿真结果的有效性。
【关键词】感应耦合电能传输,多自由度拾取,稳压控制