【摘 要】
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传统船舶采用柴油机供电方式对港口环境产生严重污染,港口岸电技术的出现有效减少有害气体排放,解决港口大气的污染严重的问题。随着岸电技术发展,岸电无线充电技术以其安全性、可靠性和高度自动化的优点,受到广大研究人员的青睐,具有广阔的发展前景。无线充电技术中,磁耦合机构是整个无线充电系统能量传输的媒介,其性能很大程度上决定整个无线充电系统的性能。大功率岸电无线充电系统发射端和接收端分别安装在岸侧的机械臂和
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传统船舶采用柴油机供电方式对港口环境产生严重污染,港口岸电技术的出现有效减少有害气体排放,解决港口大气的污染严重的问题。随着岸电技术发展,岸电无线充电技术以其安全性、可靠性和高度自动化的优点,受到广大研究人员的青睐,具有广阔的发展前景。无线充电技术中,磁耦合机构是整个无线充电系统能量传输的媒介,其性能很大程度上决定整个无线充电系统的性能。大功率岸电无线充电系统发射端和接收端分别安装在岸侧的机械臂和船侧的甲板,对磁耦合机构的效率、体积和重量要求较高,因此岸电无线充电系统的磁耦合机构的设计难点在于如何做到高功率密度。本文正是针对这一问题,设计适用于岸电无线充电系统的磁耦合机构,具体研究内容如下:首先,本文设计岸电WPT系统电路,主要包含逆变电源、补偿电路和接收端变换器三部分电路,结合系统电路的分析和实际工况的限定条件完成磁耦合机构参数设计。其次,结合系统设计中已完成的参数设计,通过有限元仿真验证的方式完成结构设计和优化工作,根据设计出的结构进行电磁屏蔽设计和偏移特性分析,并进行了系统仿真验证。再次,通过仿真分析中计算出磁耦合机构正常工作下的的电路参数,对损耗产生机理和计算方法进行分析,结合结构参数计算损耗,分析其效率特性。最后,搭建30k W岸电无线充电系统实验平台,成功在负载侧完成30k W的输出功率,整个系统效率为95.7%,磁耦合机构效率为97.2%。
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