用于家用電器的雙負載無線電能傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、無線電能傳輸技術（Wireless Power Transfer，簡稱WPT）與傳統(tǒng)的供電方式相比，具有安全性、便捷性、兼容性等優(yōu)點，因此具有較大的研究價值與廣闊的應用前景。隨著技術不斷發(fā)展，無線電能傳輸?shù)姆绞讲粩嘭S富，包括電磁感應式（IPT）、電磁共振式（MR-WPT）、電磁輻射式（MPT）等多種無線電能傳輸方式得到了發(fā)展與應用。近年來，無線電能傳輸技術在生物醫(yī)學、電動汽車、家用電器等眾多領域均有不俗的貢獻。
　　本文集中于電磁

2、感應式無線電能傳輸技術在中等功率家用電器上的應用，重點針對雙負載無線電能傳輸（DIPT）系統(tǒng)設計及其傳輸特性進行研究。
　　本文首先利用互感模型建立等效電路，通過理論推導，得出了不同諧振補償結構下反應DIPT系統(tǒng)傳輸特性的相關指標，具體包括反映阻抗、功率傳輸能力、傳輸效率、頻率分叉臨界條件。利用OrCAD與MATLAB軟件，對各參數(shù)對系統(tǒng)傳輸特性的影響規(guī)律進行了探討，具體包括耦合系數(shù)、雙負載阻值、工作頻率等，同時分析了IPT系統(tǒng)從

3、單負載模式切換到雙負載模式的穩(wěn)態(tài)變化情況。
　　其次，完成了DIPT系統(tǒng)設計工作，具體包括硬件電路設計（逆變電路、吸收回路等）；磁耦合機構設計：通過仿真分析選擇了合適的補償結構，利用Ansoft Maxwell對線圈結構進行了優(yōu)化設計。最終得到了工作頻率在60kHz附近，雙負載輸出功率均為700W左右，效率最高可達92％的實驗裝置。
　　結合仿真結果，通過一系列特性實驗驗證了DIPT系統(tǒng)的傳輸特性，具體包括變負載特性實驗、側

4、移特性實驗、單雙負載對比實驗。仿真結果與實驗結果所呈現(xiàn)的傳輸功率和效率隨負載、耦合系數(shù)等參數(shù)的變化規(guī)律基本一致。此外，本文利用MATLAB仿真與實驗方法研究了IPT系統(tǒng)電機負載特性，對無線電能傳輸技術在家用電器上的應用進行了擴展。
　　最后，對DIPT系統(tǒng)的功率協(xié)調控制方式進行了探討，通過OrCAD仿真和實驗驗證相結合的方式對變載、變頻、電容調節(jié)三種方式進行了可行性分析。結果顯示了電容調節(jié)方式在理論上對雙負載功率協(xié)調有一定的調節(jié)功