軌道交通無(wú)線供電技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 城市軌道交通無(wú)接觸網(wǎng)供電技術(shù)概況 1
1.1.1 地面接觸供電技術(shù) 1
1.1.2 車載儲(chǔ)能供電技術(shù) 2
1.1.3 無(wú)線供電技術(shù) 2
1.2 無(wú)線電能傳輸技術(shù)發(fā)展歷程概述 3
1.3 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的分類 5
1.3.1 超聲波無(wú)線電能傳輸技術(shù) 5
1.3.2 微波無(wú)線電能傳輸技術(shù) 6
1.3.3 激光無(wú)線電能傳輸技術(shù) 7
1.3.4 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù) 7
1.3.5 磁場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù) 8
1.4 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 9
1.4.1 耦合機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀 9
1.4.2 補(bǔ)償拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀 10
1.4.3 功率提升研究現(xiàn)狀 13
1.4.4 效率提升研究現(xiàn)狀 14
1.4.5 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀 15
1.4.6 磁屏蔽研究現(xiàn)狀 16
1.5 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 17
1.5.1 小功率無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 17
1.5.2 中功率無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 18
1.5.3 大功率無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 20
參考文獻(xiàn) 23
第2章 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)耦合機(jī)構(gòu) 31
2.1 靜態(tài)WPT耦合機(jī)構(gòu) 31
2.2 動(dòng)態(tài)WPT耦合機(jī)構(gòu) 36
2.3 本章小結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
第3章 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)功率提升方法研究 40
3.1 基于級(jí)聯(lián)多電平的功率提升技術(shù) 40
3.1.1 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41
3.1.2 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)輸出功率與自平衡特性分析 43
3.1.3 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)諧波消除 43
3.1.4 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)輸出功率調(diào)節(jié)方法 44
3.1.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 45
3.2 基于逆變器并聯(lián)的功率提升技術(shù) 48
3.2.1 并聯(lián)系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 48
3.2.2 并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流消除策略 50
3.2.3 環(huán)流消除控制方法 52
3.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 53
3.3 基于多發(fā)射-單接收的功率提升技術(shù) 57
3.3.1 工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 57
3.3.2 線圈電流控制方法 60
3.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 61
3.4 基于雙發(fā)射-雙接收的功率提升及解耦技術(shù)研究 64
3.4.1 雙發(fā)射-雙接收電磁耦合機(jī)構(gòu) 65
3.4.2 雙發(fā)射-雙接收的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)研究 66
3.4.3 接入解耦變壓器的電路建模 68
3.4.4 系統(tǒng)控制框方法 69
3.4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 70
3.5 本章小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 73
第4章 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)恒流-恒壓及抗偏移方法研究 75
4.1 基于變補(bǔ)償參數(shù)的恒流-恒壓充電方法研究 76
4.1.1 基于串-串補(bǔ)償拓?fù)潆娐贩治?76
4.1.2 恒流-恒壓切換電路分析 78
4.1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 80
4.2 基于重構(gòu)拓?fù)涞暮懔?恒壓充電方法研究 83
4.2.1 重構(gòu)拓?fù)潆娐贩治?83
4.2.2 混合拓?fù)潆娐返膮?shù)設(shè)計(jì) 88
4.2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 89
4.3 基于混合重構(gòu)拓?fù)涞目蛊坪懔?恒壓輸出研究 93
4.3.1 混合重構(gòu)拓?fù)潆娐?94
4.3.2 混合重構(gòu)拓?fù)涞膮?shù)設(shè)計(jì) 98
4.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 101
4.4 基于串聯(lián)第三線圈的抗偏移恒定輸出方法研究 105
4.4.1 加入第三線圈的耦合機(jī)構(gòu)分析 105
4.4.2 串聯(lián)第三線圈的松耦合變壓器設(shè)計(jì) 106
4.4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 108
4.5 本章小結(jié) 111
參考文獻(xiàn) 111
第5章 無(wú)線供電系統(tǒng)效率優(yōu)化方法研究 113
5.1 基于最優(yōu)負(fù)載電阻的單發(fā)射-單接收系統(tǒng)效率優(yōu)化 114
5.1.1 電路模型與分析 114
5.1.2 半控整流系統(tǒng)及其控制方法 117
5.1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 120
5.2 基于電流分配的雙發(fā)射-單接收系統(tǒng)效率優(yōu)化 123
5.2.1 電路模型與分析 124
5.2.2 最優(yōu)效率工作點(diǎn) 126
5.2.3 控制方法 128
5.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 129
5.3 基于電流分配的單發(fā)射-雙接收系統(tǒng)效率優(yōu)化 130
5.3.1 電路模型與分析 130
5.3.2 最優(yōu)效率工作點(diǎn) 133
5.3.3 控制方法 135
5.3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 137
5.4 本章小結(jié) 137
參考文獻(xiàn) 137
第6章 無(wú)線供電系統(tǒng)輸出波動(dòng)抑制方法 139
6.1 基于發(fā)射端耦合機(jī)構(gòu)優(yōu)化的輸出波動(dòng)抑制方法 139
6.1.1 三相無(wú)線供電系統(tǒng)電磁耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 139
6.1.2 三相無(wú)線供電系統(tǒng)電路模型分析 144
6.1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 146
6.2 基于接收端耦合機(jī)構(gòu)優(yōu)化的輸出波動(dòng)抑制方法 149
6.2.1 雙接收線圈的電磁耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 149
6.2.2 雙接收線圈的無(wú)線供電系統(tǒng)電路模型分析 156
6.2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 159
6.3 基于雙自由度魯棒控制的輸出波動(dòng)抑制方法 160
6.3.1 分段動(dòng)態(tài)供電的互感攝動(dòng)問(wèn)題 160
6.3.2 無(wú)線供電系統(tǒng)的廣義狀態(tài)空間平均建模 162
6.3.3 雙自由度魯棒控制器設(shè)計(jì) 165
6.3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 169
6.4 本章小結(jié) 173
參考文獻(xiàn) 173
第7章 無(wú)線供電系統(tǒng)電磁兼容技術(shù) 174
7.1 引言 174
7.2 基于削弱輻射源的無(wú)線供電系統(tǒng)電磁兼容技術(shù) 175
7.2.1 輻射源 175
7.2.2 削弱輻射源的具體方法 176
7.2.3 基于阻斷輻射路徑的無(wú)線供電系統(tǒng)電磁屏蔽技術(shù) 178
7.2.4 電磁環(huán)境評(píng)價(jià)方法研究 186
7.2.5 無(wú)線供電系統(tǒng)對(duì)生物體的影響 186
7.3 本章小結(jié) 187
參考文獻(xiàn) 188
第8章 新型電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù) 189
8.1 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)電壓優(yōu)化和功率提升方法 189
8.1.1 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)傳輸機(jī)理 189
8.1.2 基于雙邊CL拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 190
8.1.3 基于多組發(fā)射極板的功率提升方法研究 200
8.2 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)抗偏移補(bǔ)償拓?fù)溲芯?204
8.2.1 基于LC-CLC補(bǔ)償拓?fù)涞南到y(tǒng)偏移特性分析 205
8.2.2 耦合機(jī)構(gòu)抗偏移分析 210
8.2.3 具有高抗偏移性系統(tǒng)構(gòu)建與驗(yàn)證 214
8.3 基于電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合混合方式的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)研究 217
8.3.1 混合系統(tǒng)原理 218
8.3.2 提升傳輸功率的電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合混合系統(tǒng)研究 221
8.3.3 電場(chǎng)和磁場(chǎng)混合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建與驗(yàn)證 226
8.4 本章小結(jié) 229
參考文獻(xiàn) 229