一种三线圈结构无线电能传输系统谐振线圈的设计与研究
发布时间：2021-06-22 20:56
与有线充电相比,无线电能传输（Wireless Power Transmission,WPT）是一种方便、安全的电能传输技术。它广泛应用于工业自动化、手机和电动汽车行业。WPT技术电能传输效率的提升一直是无线电能传输界的一大挑战。本文从线圈本体（线圈参数）与线圈谐振结构（空间结构）的角度对无线电能传输系统的传输效率进行研究论证。首先,本文对无线电能传输技术的系统结构、工作机理进行分析,结合Matlab与Magnet两种仿真软件建立无线电能传输系统仿真电路。在理论与仿真的基础上搭建了系统的硬件平台,并对各个硬件电路模块以及器材选择进行分析与介绍,为后续线圈本体与系统谐振结构的研究提供实验平台。其次,对线圈本体进行研究,采用Magnet有限元电磁仿真软件分别对线圈的材料、线径、匝间距、线圈外半径以及品质因数等线圈基本参数进行仿真分析与实验验证,得到每种线圈参数的较优选择。在对线圈参数研究的基础上提出了一种能够衡量线圈传输效率优劣程度的线圈参数S,并比较发射线圈和接收线圈各自的优化参数S1、S2。结果表明线圈优化参数S1、S<...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线电能传输技术的分类（1）微波式无线电能传输技术的本质是将电能转换为电磁波或激光的方式然
一种三线圈结构无线电能传输系统谐振线圈的设计与研究场耦合两种方式，生活中常采用磁耦合谐振式。下面进行逐一介绍。图 1-1 无线电能传输技术的分类1）微波式无线电能传输技术的本质是将电能转换为电磁波或激光的方气中进行传递电能。图 1-2 反映了其电能传输过程，该过程是首先利用将直流电转换成微波信号，然后，通过多级功率放大器将微波功率放由空间，最终由整流天线接收微波能量并整流传递给负载，为负载[7-9]能。
图 1-2 微波传输示意图无线电能传输技术起始于二十世纪六十年代左右，始于美国Peter Glaser)，其将太阳能转换为电能并然后通过太空中运行能转换为电磁波传输到地球，并通过地球上相应的电磁波转为电能[10]，最后经过整流装置转换为电能提供给需要电能的相。2009 年，日本军工企业三菱公司研究制出了通过电波辐应用在电动汽车的充电上的装置[11]，该装置在传输功率达到 1为百分之 38，但是在电能传输时必须要定向传输[12]。此时，究者对该技术进行研究，但是只是运用在医疗领域内的小功式电能传输在电能传输时传播方向受到了大量限制，其不仅大的电能损耗，也对周围人体产生了大量辐射，所以该技术的军事领域并未广泛应用在日常生活当中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多接收耦合线圈模式的无线电能传输系统特性分析[J]. 耿宇宇,杨中平,林飞,王俊超. 电工技术学报. 2017(S2)
[2]变负载无线充电系统的恒流充电技术[J]. 宋凯,李振杰,杜志江,朱春波. 电工技术学报. 2017(13)
[3]磁耦合谐振式无线电能传输系统阻抗分析与匹配电路设计方法[J]. 李阳,张雅希,闫卓,杨庆新,薛明,张献. 电工技术学报. 2016(22)
[4]无线电能传输技术的研究现状与应用[J]. 范兴明,莫小勇,张鑫. 中国电机工程学报. 2015(10)
[5]Circuit model based design and analysis for a four-structure-switchable wireless power transfer system[J]. FANG XueLin,LIU Hao,LI GuiYang,SHAO Qi,LI HongYi. Science China（Technological Sciences）. 2015(03)
[6]无线电能传输技术研究与应用综述[J]. 黄学良,谭林林,陈中,强浩,周亚龙,王维,曹伟杰. 电工技术学报. 2013(10)
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统串并式模型研究[J]. 黄学良,吉青晶,谭林林,王维,赵家明,周亚龙. 电工技术学报. 2013(03)
[8]磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性[J]. 李阳,杨庆新,闫卓,陈海燕,张献,金亮,薛明. 电机与控制学报. 2012(07)
硕士论文
[1]磁耦合串串谐振式高效率无线电能传输线圈设计与研究[D]. 王伟.安徽工业大学 2018
[2]基于磁耦合串串谐振式高效率无线充电技术研究[D]. 李晨.安徽工业大学 2018
[3]磁耦合谐振式无线电能传输系统传输功效的优化与研究[D]. 李庚午.沈阳工业大学 2017
[4]基于全桥谐振变换器的非接触电能传输系统基本特性研究[D]. 封阿明.南京航空航天大学 2011
本文编号：3243523
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线电能传输技术的分类（1）微波式无线电能传输技术的本质是将电能转换为电磁波或激光的方式然
一种三线圈结构无线电能传输系统谐振线圈的设计与研究场耦合两种方式，生活中常采用磁耦合谐振式。下面进行逐一介绍。图 1-1 无线电能传输技术的分类1）微波式无线电能传输技术的本质是将电能转换为电磁波或激光的方气中进行传递电能。图 1-2 反映了其电能传输过程，该过程是首先利用将直流电转换成微波信号，然后，通过多级功率放大器将微波功率放由空间，最终由整流天线接收微波能量并整流传递给负载，为负载[7-9]能。
图 1-2 微波传输示意图无线电能传输技术起始于二十世纪六十年代左右，始于美国Peter Glaser)，其将太阳能转换为电能并然后通过太空中运行能转换为电磁波传输到地球，并通过地球上相应的电磁波转为电能[10]，最后经过整流装置转换为电能提供给需要电能的相。2009 年，日本军工企业三菱公司研究制出了通过电波辐应用在电动汽车的充电上的装置[11]，该装置在传输功率达到 1为百分之 38，但是在电能传输时必须要定向传输[12]。此时，究者对该技术进行研究，但是只是运用在医疗领域内的小功式电能传输在电能传输时传播方向受到了大量限制，其不仅大的电能损耗，也对周围人体产生了大量辐射，所以该技术的军事领域并未广泛应用在日常生活当中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多接收耦合线圈模式的无线电能传输系统特性分析[J]. 耿宇宇,杨中平,林飞,王俊超. 电工技术学报. 2017(S2)
[2]变负载无线充电系统的恒流充电技术[J]. 宋凯,李振杰,杜志江,朱春波. 电工技术学报. 2017(13)
[3]磁耦合谐振式无线电能传输系统阻抗分析与匹配电路设计方法[J]. 李阳,张雅希,闫卓,杨庆新,薛明,张献. 电工技术学报. 2016(22)
[4]无线电能传输技术的研究现状与应用[J]. 范兴明,莫小勇,张鑫. 中国电机工程学报. 2015(10)
[5]Circuit model based design and analysis for a four-structure-switchable wireless power transfer system[J]. FANG XueLin,LIU Hao,LI GuiYang,SHAO Qi,LI HongYi. Science China（Technological Sciences）. 2015(03)
[6]无线电能传输技术研究与应用综述[J]. 黄学良,谭林林,陈中,强浩,周亚龙,王维,曹伟杰. 电工技术学报. 2013(10)
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统串并式模型研究[J]. 黄学良,吉青晶,谭林林,王维,赵家明,周亚龙. 电工技术学报. 2013(03)
[8]磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性[J]. 李阳,杨庆新,闫卓,陈海燕,张献,金亮,薛明. 电机与控制学报. 2012(07)
硕士论文
[1]磁耦合串串谐振式高效率无线电能传输线圈设计与研究[D]. 王伟.安徽工业大学 2018
[2]基于磁耦合串串谐振式高效率无线充电技术研究[D]. 李晨.安徽工业大学 2018
[3]磁耦合谐振式无线电能传输系统传输功效的优化与研究[D]. 李庚午.沈阳工业大学 2017
[4]基于全桥谐振变换器的非接触电能传输系统基本特性研究[D]. 封阿明.南京航空航天大学 2011
本文编号：3243523
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