电动汽车非接触充电系统用松耦合变压器设计与实现-仪器科学与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: TM724 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree in Engineering THE DESIGN AND REALIZE OF THE LOOSELY COUPLED TRANSFORMER FOR THE CONTACTLESS CHARGING SYSTEM OF THE ELECTRIC VEHICLE Candidate： Chen ZhenWei Supervisor： Professor. Zhu Chunbo Academic Degree Applied for： Full-time Master of Engineering Speciality： Instrument Science and Technology Affiliation： Dept. of Automatic Test and Control Date of Defence： June, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 随着能源和环境问题的日益突出，发展高效无污染的电动汽车，被认为是交 通领域的有效解决方案之一。电动汽车非接触充电器具有频繁使用时无接触磨 损，在潮湿的环境中使用更加安全，使用起来方便等优点，应用前景较好。松耦 合变压器是其实现非接触功率传输的关键器件，对整个系统的功率传输性能、工 作气隙大小、侧移性能影响巨大，因此，设计和实现松耦合变压器具有重要的理 论和实际意义。本文基于松耦合变压器模型，研究了四种基本补偿拓扑特性，提 出了一种松耦合变压器及补偿电路参数优化设计方法，最终设计了一款新型松耦 合变压器。 首先，从磁路分析出发，建立了松耦合变压器互感模型，并以此而得到漏感 模型。分析了松耦合变压器四种基本补偿拓扑的特性，结合电动汽车非接触充电 要求，选择 SS 补偿拓扑作为系统补偿拓扑，并且对 SS 补偿拓扑特性进行了实 验验证。 其次，针对松耦合变压器及补偿电路设计变量较多的特点，提出了一种松耦 合变压器匝数比、系统工作频率参数优化设计方法，并且以此方法设计了一个使 用平面 W-型松耦合变压器的 3kW 非接触充电系统，测试结果与理论设计结果相 符。 再次，分析了松耦合变压器对系统传输功率的影响，提出了松耦合变压器优 化设计目标。以平面 W-型松耦合变压器为基础优化设计，设计了一款新型松耦 合变压器——骨架式平面 W-型松耦合变压器。 最后，对新型松耦合变压器性能进行了测试，测试结果表明新型松耦合变压 器性能符合设计要求。 关键词：非接触充电系统；松耦合变压器设计；参数优化设计方法 I - Abstract The issues of the environmental and energy become increasingly prominent, one of the most effective solution that can solve those issues in the traffic field is to develop the high efficiency and pollution-free pure electric vehicles. Its non-contact charger has the advantage of no contact wear loss when uses frequently, more safety when uses in the humid environment, more convenient to use and the bright future of actual application. The loosely coupled transformer is the main component in the non- contact power transfer and has a big influence on the whole system’s power transmission characteristic, working air gap and the system shift performance. Therefore, the design and the realizable of the loosely coupled transformer has important theoretical and practical si