基于磁耦合諧振的無線能量傳輸技術(shù)研究.pdf

1、作為眾多中短距離電能特殊傳輸技術(shù)之一的能量無線傳輸，以其特有的安全、便捷等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注。在三種依賴常規(guī)意義作為界限加以區(qū)分的功率無線傳送技術(shù)中，基于磁耦合諧振原理的能量無線傳輸技術(shù)以比電磁感應(yīng)傳輸方式傳輸距離更遠(yuǎn)，比微波傳輸方式無敏感的方向性要求等特點(diǎn)成為目前物聯(lián)網(wǎng)研究的熱點(diǎn)關(guān)鍵之一。
　　 我國(guó)目前對(duì)于磁耦合諧振功率非線連接傳輸技術(shù)的研究進(jìn)展方興未艾，對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)的分析還未進(jìn)一步有效展開:發(fā)射和接收線圈的形狀、安置位置

2、和參數(shù)的分析與設(shè)計(jì)還沒有系統(tǒng)完善的方法;負(fù)載阻抗的匹配，以及系統(tǒng)與干擾源之間的影響關(guān)系也未得到充分的討論。因此，合理劃定系統(tǒng)最佳諧振頻率范圍、確定系統(tǒng)的特性參量、減少干擾體對(duì)傳輸功率的損耗，以及在提高系統(tǒng)的傳輸效率的同時(shí)減少對(duì)人體的危害等都需要進(jìn)一步研究。
　　 本文給出了基于磁耦合諧振的無線能量傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理及其內(nèi)置構(gòu)架，著重圍繞傳輸功率、傳輸效率、最佳工作頻率等關(guān)鍵技術(shù)開展研究，并進(jìn)行有關(guān)公式的推導(dǎo)與分析，最后建立了相應(yīng)

3、的傳輸模型。首先對(duì)非接觸能量傳輸技術(shù)從整體層面進(jìn)行了概括，之后就基于磁耦合諧振技術(shù)的電能傳輸展開原理分析。明確了磁耦合諧振非接觸能量傳輸技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，以及傳輸工作中涉及到的準(zhǔn)則方程。結(jié)合耦合模公式確立了類似可分離變壓器的無線能量傳輸理論模型，研究了該無線能量傳輸技術(shù)的內(nèi)在規(guī)律，為后續(xù)的模型建立提供了理論依據(jù);其次，通過對(duì)傳輸系統(tǒng)耦合系數(shù)、損耗系數(shù)、輻射損耗的綜合考慮，確立了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)高效工作的最佳頻率范圍。建立了其在漸逝場(chǎng)

4、與感應(yīng)場(chǎng)作用范圍內(nèi)的傳輸模型，并結(jié)合磁耦合諧振傳輸系統(tǒng)適應(yīng)的耦合模理論進(jìn)行了各制約因素對(duì)系統(tǒng)工作的影響分析。建立了能量傳輸模型，仿真研究了傳輸距離、效率、功率與系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)而提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法并做出系統(tǒng)能效分析。最后，通過運(yùn)用面向?qū)ο蟮腇eko、Matlab等軟件對(duì)模型中的空間輻射的電磁場(chǎng)情況進(jìn)行了仿真，并對(duì)其相關(guān)參量繪出了其變化曲線。從數(shù)值分析角度提出了系統(tǒng)能夠在更廣區(qū)域內(nèi)仍以高效率工作的實(shí)用方式，從而為解決能量無線傳輸系統(tǒng)