基于LCL拓?fù)涞母袘?yīng)加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展，其在家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。2013年無線充電聯(lián)盟(WPC)發(fā)布了《無線廚房電器》白皮書，為無線廚房電器的標(biāo)準(zhǔn)化及發(fā)展指明了方向。配合于廚房環(huán)境，無尾廚房電器有很多優(yōu)點(diǎn)，干凈整潔容易清洗，沒有電氣線安全方便，節(jié)省空間容易存儲(chǔ)，精確控制智能化等。
　　本文研發(fā)一款新型的廚房電器——多用途電磁爐及負(fù)載系統(tǒng)。其中多用途電磁爐作為電源發(fā)射端，鐵質(zhì)鍋具及無尾電飯煲作為負(fù)載。其既能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的感應(yīng)加熱，即

2、為鐵質(zhì)鍋具進(jìn)行渦流加熱；又能作為無線電能傳輸?shù)碾娫窗l(fā)射端，為無尾電飯煲進(jìn)行無線供電。
　　感應(yīng)加熱及無線電能傳輸作為兩種不同的系統(tǒng)，所以本文首先要解決的是確定系統(tǒng)的電路拓?fù)洹蓚€(gè)系統(tǒng)負(fù)載特性不同而要求有共同的電源發(fā)射端，通過對(duì)比串聯(lián)、并聯(lián)、LCL三種電路結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)最終確定以LCL拓?fù)渥鳛殡娫窗l(fā)射端主電路結(jié)構(gòu)，并研究不同負(fù)載對(duì)原邊回路的影響，分別對(duì)兩種負(fù)載所構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行理論分析。
　　基于論分析，進(jìn)行感應(yīng)加熱及無線電能傳輸系

3、統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先確定LCL回路參數(shù)，包括諧振頻率、Lr、LP、CP值的選擇，使其滿足各自系統(tǒng)的功率等級(jí)、回路阻抗要求；其次設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)，包括功率變換環(huán)節(jié)、逆變電路、磁耦合機(jī)構(gòu)等。并基于電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行PSPICE電路仿真、Maxwell磁場(chǎng)仿真，分析系統(tǒng)的工作及傳輸特性；最后搭建系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到基于LC L拓?fù)湎碌母袘?yīng)加熱系統(tǒng)工作特性和無線電能傳輸系統(tǒng)工作特性，確定傳輸功率、傳輸效率，并進(jìn)行位移實(shí)驗(yàn)。
　　系統(tǒng)能夠保證在鐵質(zhì)鍋具

4、和無尾電飯煲這兩種不同負(fù)載下，電源發(fā)射端都能為其進(jìn)行高效率的傳輸。當(dāng)負(fù)載為鐵質(zhì)鍋具時(shí)，感應(yīng)加熱系統(tǒng)的傳輸功率最大能達(dá)到1200W，且功率連續(xù)可調(diào)，效率在85％以上；當(dāng)負(fù)載為無尾電飯煲時(shí)，無線電能傳輸系統(tǒng)功率能達(dá)到600W，使電飯煲在額定功率下工作，原副邊功率均連續(xù)可調(diào)。當(dāng)調(diào)整原邊BUCK占空比時(shí)，系統(tǒng)效率在84%以上，當(dāng)調(diào)整副邊BOOST占空比時(shí)，系統(tǒng)效率在80%以上。還對(duì)負(fù)載在垂直位移及水平位移下對(duì)系統(tǒng)傳輸功率及效率的影響進(jìn)行了研究。