基于電磁耦合諧振原理的無線電能傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科技水平的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展對電能傳輸技術(shù)的要求也越發(fā)嚴(yán)格。傳統(tǒng)電能傳輸方式由于老化、磨損等原因會(huì)導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短，性能降低，甚至造成安全事故。在一些特殊條件下，例如水下、礦井，傳統(tǒng)電能傳輸方式由于接線和環(huán)境等原因?qū)嵤├щy且成本較高。針對以上問題，國內(nèi)外專家和學(xué)者研究出一種新型的無線電能傳輸技術(shù)。這種無線傳輸方法基于電磁耦合諧振無線輸電原理，與傳統(tǒng)電能傳輸方式相比，可以避免導(dǎo)線磨損、電火花等問題，具有安全隱患小，資源消耗較少等優(yōu)點(diǎn)。<

2、br>　　本文從理論分析和實(shí)驗(yàn)量測兩個(gè)方面入手研究電磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)。理論分析方面，簡要分析電磁耦合原理和諧振理論，基于耦合模和振蕩電路理論對系統(tǒng)的基本工作原理進(jìn)行分析，分析四種拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)等效電路模型和輸出功率及傳輸效率與系統(tǒng)各元素之間的關(guān)系；分析了諧振頻率出現(xiàn)分裂的原因，通過仿真得到該現(xiàn)象的響應(yīng)曲線；從電磁場角度出發(fā)，分析線圈空間位置與傳輸系統(tǒng)電感參數(shù)之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)方面，設(shè)計(jì)無線電能傳輸系統(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)包括高頻發(fā)射源、

3、發(fā)射和接收回路、負(fù)載等。通過對收-發(fā)回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)各參數(shù)。通過仿真得到四種拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)傳輸特性，確定補(bǔ)償電容的連接方式。
　　建立無線電能傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)最大輸出功率為12 W，此時(shí)傳輸效率達(dá)到35％。研究表明，影響系統(tǒng)傳輸能力的因素包括線圈距離、系統(tǒng)頻率、負(fù)載電阻、線圈空間位置等。通過對建立的模型進(jìn)行仿真，歸納各因素與系統(tǒng)傳輸功率/效率的變化規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，并與實(shí)驗(yàn)量測數(shù)據(jù)對比，驗(yàn)證理論分析和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)未