非鐵磁性導(dǎo)電介質(zhì)影響下無線傳能系統(tǒng)的分析及優(yōu)化.pdf

1、磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)(Wireless Power Transfer,簡稱WPT)采用共振耦合形式，通過電磁場交替變換實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸。該技術(shù)具有傳輸距離長、傳輸功率大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，在電動汽車、軌道交通、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)及其他特殊領(lǐng)域均展現(xiàn)出優(yōu)良的應(yīng)用潛力。
　　為進(jìn)一步拓寬無線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，提升系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，本文研究了包括金屬鋁板和海水兩種擾動物質(zhì)在內(nèi)的非鐵磁性導(dǎo)電介質(zhì)對磁耦合諧振式無線電能傳輸

2、系統(tǒng)的影響。文章以獲取負(fù)載最大接收功率為研究目的，對系統(tǒng)開展如下幾個方面的研究:
　　首先，本文采用電路互感理論，結(jié)合松耦合變壓器模型，對工作在非鐵性導(dǎo)電介質(zhì)環(huán)境中的WPT系統(tǒng)建立模型，推導(dǎo)負(fù)載接收功率的表達(dá)式，對無線功率傳輸?shù)闹饕绊懸蛩卣归_研究。在此基礎(chǔ)上，文章探究了兩種介質(zhì)的引入對無線系統(tǒng)頻率特性造成的變化。
　　其次，為了消除或減弱非鐵磁性導(dǎo)電介質(zhì)對系統(tǒng)傳輸性能的影響，本文從諧振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化角度入手，對比平面盤式

3、線圈與空間螺旋線圈的性能優(yōu)劣，引入輔助線圈（驅(qū)動線圈和負(fù)載線圈）、中繼線圈的多諧振器結(jié)構(gòu)，探究這兩種結(jié)構(gòu)的諧振器對系統(tǒng)功率傳輸?shù)奶嵘芰?。此外，針對工作頻率固定或無法采用電容調(diào)諧的無線系統(tǒng)，文章提出鐵氧體磁芯材料補(bǔ)償技術(shù)，并分析加入鐵磁性材料后系統(tǒng)的響應(yīng)特性。
　　最后，搭建了一套實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺，實(shí)驗(yàn)平臺包括電源、諧振器和負(fù)載三個部分。實(shí)驗(yàn)電源采用輸出頻率在50-200KHz連續(xù)可調(diào)的高頻逆變電路，控制電路采用UCC3895控制芯片