新型磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)建模及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、無線電能傳輸作為一種新型的電能傳輸方式，是電氣工程領域的一項前沿技術，是電能傳輸和接入的一場革命性進步。該技術使電能的接入更加便捷、安全，避免了傳統(tǒng)依靠電線直接供電方式所帶來的插電火花、積碳、不易維護、易產(chǎn)生磨損等問題，尤其是在特殊環(huán)境下用電存在的安全隱患的發(fā)生。近年來，無線電能傳輸技術發(fā)展十分迅速，該技術已在消費電子產(chǎn)品、電動汽車、生物醫(yī)學設備和工業(yè)制造等領域具有了一定程度的應用。但傳輸效率問題仍是制約其發(fā)展的重要因素，傳輸效率關系到

2、能源是否被合理利用，也關系到該技術的推廣，所以如何有效的提高系統(tǒng)傳輸效率是目前亟待解決的問題。
　　本文選取最具發(fā)展前景的磁耦合諧振式無線電能傳輸技術作為研究對象，在傳統(tǒng)無線電能傳輸系統(tǒng)結構的基礎上，提出了一種發(fā)射線圈采用單線圈結構，接收線圈采用兩諧振線圈并聯(lián)結構的新型三線圈系統(tǒng)模型。針對目前最受關注的無線電能傳輸效率問題，首先對兩種結構的無線電能傳輸系統(tǒng)，采用等效電路理論對其進行建模分析，運用基爾霍夫定律推導出效率的表達式，得到

3、傳輸效率的關鍵影響因素為傳輸距離、工作頻率和負載阻值;其次采用控制變量法，對比分析了線圈距離、頻率和負載阻值對兩種系統(tǒng)模型傳輸效率理論上的影響;然后基于混沌粒子群優(yōu)化算法對傳輸距離、頻率、負載阻值三個參數(shù)進行了整體的優(yōu)化，得到傳輸效率最高時對應的最優(yōu)參數(shù)值，從而為實驗做指導;最后為了進一步驗證模型分析和優(yōu)化方法的正確性，本文搭建了兩種結構的無線電能傳輸系統(tǒng)實驗平臺，并進行了傳輸效率與距離的關系，傳輸效率與頻率的關系、傳輸效率與負載阻值關