文档名：具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化
摘要：开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域.本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率.这些约束反映了线圈的尺寸限制、输入电压限制下所需的传输功率,以及部件上的过电压.为了达到目标,制定了优化标准.已经为频域中优化标准的每个组件建立了对无线充电系统谐振电路参数的依赖性.由于这些依赖关系看起来非常复杂,在给定的情况下利用参数之间的联系,并采用最小二乘法的切比雪夫多项式近似,它们在优化任务中被简化为一个变量.因此,理论上已经获得了指示优化标准满足的谐振电路参数.利用为电动卡车ET?20132专门制造的无线充电系统对所提出的约束效率优化方法进行了实验验证.实验和理论的比较表明,它们在谐振频率上具有良好的收敛性,由数学模型中的假设引起的谐振频率偏差是可接受的.经实验证明,无线充电系统的效率为91％.
Abstract：Theintensivedevelopmentofelectricvehiclescontributestoadvancingbatterychargingsystems.Oneofthepromisingareasiswirelesschargingsystemsbasedoninductivepowertransfer.However,parameteroptimizationoftheresonantcircuit'sinductancesandcapacitancescanaffectthewirelesschargingsystem'sefficiency.ThispaperaimstooptimizetheconstraintefficiencyofwirelesschargingsystemswithLC-seriescompensatingtopologyatagivenresonantfrequencyandagivendistancebetweentransmittingandreceivingcoils.Theconstraintsreflectdimensionalrestrictionsoncoils,ensuringtransferredpoweriswithinaninputvoltagelimitandlimitingexcessvoltagesoncomponents.Amathematicalmodelisusedthatassumesloadasactiveresistance,nolossbesidestheohmone,andtheidealizedinverter,rectifier,andpowersupply.Theoptimizationcriteriaincludefourcomponents:(1)theefficiencyfunctionξ1tobemaximized;(2)theconstraintfunctionξ2determiningtheamountoftransferredpowertobelowerlimited;(3)and(4)theconstraintfunctionsξ3andξ4determiningtheexcessvoltageontheprimaryandsecondarycapacitorsthattobeupperlimited.Thedependenciesareestablishedusingafrequencydomaintodescribeeachcomponentoftheoptimizationcriteriaontheresonantcircuitparametersofthewirelesschargingsystems.Duetocomplexity,someresonantcircuitparametersaretreatedasconstantsinthegivencircumstanceanddiscarded.Next,thedependenciesbetweentherestoftheparametersareobtainedusingChebyshevpolynomialapproximationthroughtheleast-squaresmethod,reducingtheparameterstothecoilinductanceL.Moreover,thedependenciesξ1(L)～ξ4(L)arecomparedwiththeirboundaryconditions.Thus,theresonantcircuitparametersthatfulfilloptimizationcriteriaaretheoreticallyobtained.Thepresentedconstrainedefficiencyoptimizationisvalidatedusingthespecially-madewirelesschargingsystemfortheelectrictruckET?20132.Addressingvarioussourcesofloss,includingthosecausedbytheskineffect,transistorsinthehigh-frequencyinverter,diodesinthehigh-voltagebridgerectifier,andcontrolschemes,isconsidered.Comparisonofexperimentsandtheoreticalanalysisshowsgoodconvergenceattheresonantfrequency91.3kHz,withacceptabledeviationsbeyondthefrequencyrange(approximatelybelow88kHzandbeyond96kHz).Thewirelesschargingsystemnormallyoperateswithinthefrequencyrangeof91.3kHzto92.5kHz,wheretheexperimentalloadcurrentcloselyalignswiththemodel,indicatingthatalltherequiredpoweristransferred.Minimalaveragedeviationsbetweenexperimentsandtheoreticalanalysisarevoltagesontheprimaryandsecondarysidecapacitors.Theexperimentalresultsgenerallyexceedmodelpredictions.Theefficiencycanreach91％.
作者：瓦列里·扎维亚洛夫 伊琳娜·塞米金娜 叶夫根尼·杜布科夫 阿梅特汗·维利利亚耶夫 阿姆·雷夫基 Author：ValeryZavyalov IrinaSemykina EvgenyDubkov Amet-KhanVelilyaev AmrRefky
作者单位：核能与工业研究所(塞瓦斯托波尔国立大学)塞瓦斯托波尔299053俄罗斯核能与工业研究所(塞瓦斯托波尔国立大学)塞瓦斯托波尔299053俄罗斯;矿业数字化转型实验室(T.F.戈尔巴乔夫库兹巴斯国立技术大学)克麦罗沃650000俄罗斯爱资哈尔大学工程学院开罗4391064埃及
刊名：电工技术学报
Journal：TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年，卷(期)：2024, 39(6)
分类号：TM724
关键词：电动汽车 无线充电系统 谐振磁路 LC串联补偿 约束效率优化 传递函数 参数近似
Keywords：Electricvehicle wirelesschargingsystem resonantmagneticcircuit LC-seriescompensation constrainedefficiencyoptimization transferfunction parametersapproximation
机标分类号：TN86TM131.41TM773
在线出版日期：2024年4月12日
基金项目：具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化[
期刊论文] 电工技术学报--2024, 39(6)瓦列里·扎维亚洛夫 伊琳娜·塞米金娜 叶夫根尼·杜布科夫 阿梅特汗·维利利亚耶夫 阿姆·雷夫基开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域.本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率.这些约束反映了线圈的...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化 Constrained Efficiency Optimization for the Wireless Charging System with LC-Series Compensating Topology
具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化.pdf
- 文件大小:
- 1.32 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
