基于IPT系统LCC-P补偿拓扑的传输特性分析开题报告

 2021-11-30 23:14:25

1. 研究目的与意义（文献综述）

感应功率传输（ipt）系统独立于负载的输出特性在电动汽车和led照明应用中越来越受关注，感应式电力传输（ipt）技术由于具有电气隔离，环保的优势，已广泛应用于电动汽车（ev）。

无线电能传输技术按传输机理的不同，可分为磁感应耦合式、磁耦合谐振式、微波辐射式、激光方式、电场耦合式及超声波式等；按电磁场距离场源的远近，可分为近场耦合式和远场辐射式。其中，磁感应耦合式、磁耦合谐振式和电场耦合式为近场耦合式， 微波辐射式和激光方式则为远场辐射式。

磁感应耦合式和磁耦合谐振式利用发射线圈产生的交变磁场将电能耦合到接收线圈，从而实现对负载的无线电能传输。其中，磁感应耦合式技术发展较为成熟，传输功率较大，在较短的传输距离内传输效率较高，随着传输距离的增大，传输效率迅速变小；磁耦合谐振式是磁感应耦合式的一种特例，通过发射接收线圈的磁耦合谐振实现高效非辐射能量传输，传输距离比磁感应式要大，属于中等距离技术。微波辐射式和激光方式利用电磁场远场辐射效应在自由空间进行电能传输，微波辐射式传输距离较远，传输过程中的大气损耗较小，但微波发散角大，功率密度低；而激光方式具有定向性好、能量密度高等特点，但定向精度要求高，目前技术仍不够成熟。

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2. 研究的基本内容与方案

无线电能传输（ipt）技术是一种通过电磁效应或者能量交换作用实现从电源到负载无电气接触地进行电能传输的新型输电方式，相比传统导线输电方式，其具有安全可靠等优点，尤其适用于一些特殊的应用场合。同时，磁耦合谐振式无线充电技术相比于其他几种无线充电技术而言传导间距远，传导效率高，抗偏移能力强，故而受到大家广泛研究。其中lcc补偿拓扑结构弥补了四种基本典型拓扑的缺陷，受到广大研究者的关注。本课题无线充电系统的组成和工作原理基于其中重要组成部分：补偿拓扑来研究其传输特性。具体研究内容是：

（1）熟悉无线能量传输的几种主要方式，重点了解本文提及的磁耦合谐振式无线充电；熟悉无线能量传输主要组成结构，包括电力电子变换器、补偿拓扑结构、松耦合变压器等；了解电动汽车锂电池充电特性；

（2）了解松耦合变压器工作原理，进一步推导补偿拓扑的存在意义；

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3. 研究计划与安排

第一周：了解研究题目的内容，查阅相关文献资料，重点了解本文提及的磁耦合谐振式无线充电，完成外文文献翻译。

第二周：整理文献资料，熟悉无线能量传输主要组成结构，对研究题目进行初步分析，完成开题报告。

第三周：查阅关于松耦合变压器、ipt系统中电力电子变换器和lcc-p补偿拓扑相关的文献。

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4. 参考文献（12篇以上）

[1] 赵争鸣，刘方，陈凯楠，电动汽车无线充电技术研究综述，电工技术学报，2016.10，vol.31 no. 20

[2] 范兴明，莫小勇，张鑫，无线电能传输技术的研究现状与应用，中国电机工程学报，2015,5，vol.35 no.10

[3] 程时杰, 陈小良, 王军华,无线输电关键技术及其应用[j]. 电工技术学报, 2015,30(19): 68-84.

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