大功率电磁谐振式无线能量传输

发布时间：2017-10-14 21:37

  本文关键词：大功率电磁谐振式无线能量传输

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【摘要】：电磁谐振式无线能量传输技术是一种新型的无线能量传输技术,它采用非辐射近场共振耦合的原理实现能量的有效、安全传输,具有传统无线能量传输方式所不具有的优点,并将成为最有发展前景的无线能量传输技术。因此,对电磁谐振式无线能量传输技术的研究具有重要的科学和应用价值。本文对电磁谐振式无线能量传输技术进行了基础性研究,内容主要涵盖了理论分析、软件仿真、实验验证等环节,主要工作如下：第一,通过理论对磁耦合谐振式无线能量传输系统进行了深入分析。首先通过耦合模理论分析了理想单摆系统和实际磁耦合谐振系统能量传递的物理过程,得出了能量传递过程中的影响因素和频率分裂现象。然后通过电路理论建立谐振系统的等效电路模型,得出系统的传输效率,并且分析了影响传输效率的因素。最后通过二端口网络理论得出谐振系统的传输效率与S参数的关系。第二,分析线圈工作在高频时的特性,得出了线圈电阻、分布电容、电感、互感和耦合系数、品质因素的计算表达式,并且根据电路理论得出源线圈的输入阻抗和实际系统传输效率的表达式。完成线圈的设计,通过Ansoft HFSS仿真了线圈的谐振频率和和系统的传输性能,得出了线圈的谐振频率和品质因素,以及系统的频率特性、距离特性、磁力线和磁场分布、源线圈端输入阻抗等。第三,研究了外界物体对系统的干扰和系统对人体的电磁辐射。首先建立人体的仿真模型,分别研究了人体在两线圈中间位置对系统的干扰和人体对系统干扰的临界距离。然后研究了系统对人体的电磁辐射。最后通过电磁屏蔽理论和仿真分析了不同金属材料的薄片对系统的干扰。第四,搭建测试线圈网络参数实验平台,分别测试了线圈的谐振频率、系统的传输性能、人体在两线圈中间位置对系统的干扰、不同金属薄片对系统的干扰。然后搭建大功率磁耦合谐振式无线能量传输实验平台,在传输距离为30cm时点亮了100W的白炽灯,同时测试了功率传输中的人体和不同金属薄片对系统的干扰。
【关键词】：磁耦合谐振 无线能量传输 干扰 辐射 人体效应
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM724

【参考文献】

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1 赵鑫;基于低频大功率无线能量传输机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

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本文编号：1033335