磁耦合諧振式無線電能傳輸特性的分析與研究.pdf

1、伴隨著電磁場、計算機(jī)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，無線電能傳輸技術(shù)近年來得到深入研究并廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、智能家電、電動汽車、礦井、水下環(huán)境等充電場合。其中，磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)在中等傳輸距離下能夠?qū)崿F(xiàn)較大的傳輸功率、較高的傳輸效率，一經(jīng)問世便引起了國內(nèi)外研究學(xué)者和商家的極大關(guān)注。隨著應(yīng)用環(huán)境的日趨復(fù)雜，如何在高效輸電的同時保證高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性、高精確性是此項技術(shù)亟待解決的問題。
　　本論文基于磁耦合諧振技術(shù)

2、，主要研究了無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸性能變化情況。首先，基于電路理論分析耦合諧振機(jī)理，結(jié)合二端口網(wǎng)絡(luò)理論對系統(tǒng)建模分析，推導(dǎo)出表示傳輸性能的S參數(shù)表達(dá)式，得到傳輸性能隨收發(fā)線圈間距、水平偏移、角度偏移的變化關(guān)系。利用有限元方法構(gòu)建三維仿真模型，對系統(tǒng)發(fā)生水平偏移、角度偏移時的電場和功率流變化進(jìn)行矢量模擬，找出天線最佳朝向。
　　其次，對多組無線電能傳輸裝置間電磁環(huán)境問題分析研究，通過互感理論推導(dǎo)出輸出功率的表達(dá)式，并采用有限元方法優(yōu)

3、化計算過程。對兩系統(tǒng)同軸放置和存在錯位時進(jìn)行仿真，得出多組系統(tǒng)同時工作時傳輸性能的互相影響關(guān)系:由于本系統(tǒng)受到相鄰系統(tǒng)的影響，線圈互感參數(shù)改變從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率分裂，最佳諧振點偏移。通過仿真分析找出兩系統(tǒng)最佳放置位置，提高了系統(tǒng)傳輸性能。本論文還設(shè)計了小功率磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)實驗裝置，分別對諧振線圈發(fā)生偏移、兩系統(tǒng)間互相影響進(jìn)行實驗研究，實驗結(jié)果和仿真結(jié)果一致，驗證了理論分析和仿真的可靠性。
　　最后，分析水下無線電能傳輸