無線電能傳輸系統(tǒng)負(fù)載特性分析與效率優(yōu)化.pdf

1、諧振式無線電能傳輸技術(shù)適合于各個功率等級的負(fù)載設(shè)備進(jìn)行無線供電，該技術(shù)的優(yōu)點體現(xiàn)在具有較遠(yuǎn)的傳輸距離，較大的傳輸功率，以及非輻射性。在實際的應(yīng)用和研究過程中，負(fù)載參數(shù)的變化可能會引起系統(tǒng)傳輸特性的改變，使得系統(tǒng)脫離最佳工作狀態(tài);傳輸線圈的多項參數(shù)未綜合優(yōu)化設(shè)計，導(dǎo)致品質(zhì)因數(shù)較低等等。針對該技術(shù)存在的問題，本文以效率優(yōu)化為目的，以負(fù)載特性為切入點，研究負(fù)載與系統(tǒng)傳輸特性之間的關(guān)系。對傳輸線圈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，給出了最大效率負(fù)載點的設(shè)計方法，為

2、使得系統(tǒng)能在接入不同負(fù)載時系統(tǒng)傳輸性能保持在最佳狀態(tài)，可通過添加適當(dāng)?shù)淖杩棺儞Q網(wǎng)絡(luò)改變等效負(fù)載大小，提高系統(tǒng)負(fù)載適應(yīng)性。
　　論文分析了磁耦合無線電能傳輸?shù)脑?，以及系統(tǒng)主要組成、關(guān)鍵技術(shù)。對輸入為串聯(lián)諧振的兩種補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，確定了串聯(lián)-串聯(lián)補償方案。利用電路理論，分析了三種負(fù)載接入對系統(tǒng)傳輸效率的影響，對影響系統(tǒng)最高效率負(fù)載點因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，針對因接入負(fù)載偏移最高效率負(fù)載點造成傳輸效率下降，得出了可以通過提高互

3、感，諧振頻率和降低線圈內(nèi)阻，從本質(zhì)上提高系統(tǒng)負(fù)載適應(yīng)能力及傳輸效率的結(jié)論，并給出了使用L型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)最高效率負(fù)載匹配策略的設(shè)計方法。而線圈耦合部分的設(shè)計決定互感及線圈內(nèi)阻，在實際應(yīng)用以及輸出功率均符合的情況下，使用Maxwell有限元仿真軟件對比仿真分析了三種線圈形狀的特性，并選取了組合型線圈形狀，對其長寬比，線圈匝數(shù)，匝間距等參數(shù)以提高系統(tǒng)傳輸效率及負(fù)載適應(yīng)性為目的進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。
　　通過逆變電路，整流電路，耦合機制，b