【电动汽车无线充电系统的结构原理及谐波消除方法分析1200字】

电动汽车无线充电系统的结构原理及谐波消除方法分析综述1.1电动汽车无线充电系统的结构及工作原理本论文主要采取电磁感应耦合原理，来进行对电动汽车无线充电的电能的传输，利用的方法是无线电能传输(WPT)。ICPT系统由电源、初级侧整流及逆变部分、补偿网络、初级侧发射线圈、次级侧拾取线圈、补偿网络、次级侧整流及调节部分、负载等组成REF_Ref71669433\r\h[14]。无线充电的系统利用电磁场耦合的原理，高频变换的技术、电磁感应技术，现代的控制理论与方法，实现电能从原边到副边的无导线的传输REF_Ref71667212\r\h[9]。电动汽车无线充电系统的结构图如下：图1.1电动汽车无线充电系统结构图ICPT系统原理框图如下所示：图1.2ICPT系统原理框图工作流程：无线充电系统的直流的电源首先产生直流电，直流电经过整流器先调整电流，然后调整过的电流进入高频的逆变器将直流电转化成高频的交流电，高频交流电进入原边的补偿网络，由补偿网络将高频的交流电转换成高频的磁场，然后由原边的发射线圈发射出去，副边的拾取线圈先接收感应高频磁场，如何通过副边的补偿网络进而变成一个高频的交流电，高频交流电进入整流器进行调节，转换成适合电动汽车车载电池的电流、电压，最后供给负载进行充电操作。无线充电系统的能量传输如下图所示：图1.3ICPT系统的能量传输示意图ICPT系统有原边的谐振网络和高频逆变器以及副边的谐振网络和功率调节器，原副边通过高频磁场做到无线传输电能。高频逆变器将直流电变为高频率的交流电；原边谐振网络用于产生高频耦合磁场传递能量，工作状态为谐振状态时可以节省无功功率，增加传递效率；副边的谐振网络用于感应出高频电动势，接收来自原边的能量；功率调节器主要是为了将输出的能量进行进一步的稳定而起作用。ICPT系统的优点在于：传输的距离远、方向性要求并不高、能适应大部分的环境因素。不足之处：采用高频来提高系统的功率密度以及传输效率。不过高频逆变器的加入不可避免的引入了谐波，系统中的谐波会导致输入电流波形的畸变，影响系统正常运行。1.2谐波的消除方法有源滤波器的工作原理：利用功率半导体器件，向无线充电系统中注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使的电源的总谐波电流变为零，从而达到补偿谐波电流的目的REF_Ref71667716\r\h[7]。信号检测单元检测电流，得基波电流分量，主电路产生补偿电流跟踪指令信号，给功率单元的驱动触发脉冲，补偿功率单元的主电路，进而产生有效的补偿电流，此时电网电流中只含有基波分量，最终达到消除谐波与无功功率补偿REF_Ref71667903\r\h[6]。其原理图如下所示：图1.4有源滤波器原理图电动汽车无线充电系统目前的谐波消除方法：对系统算法的改进从而进行谐波的消除、在系统的结构基础上加入高次的阻抗进而达到谐波消除的目的、对系统改进新的拓扑结构从而达到谐波消除的目的、最后是基于谐波提取与反注入的谐波抑制方法REF_Ref71667283\r\h[5]。谐波生成后，采用双LCL电路来抑制消除谐波，无线充