高效率磁共振式无线电能传输

发布时间：2018-01-15 16:45

本文关键词：高效率磁共振式无线电能传输　出处：《电子科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：磁共振式无线电能传输技术是无线电能传输技术的一个新发展方向,通过非辐射近区磁场的共振、耦合实现能量在线圈之间的传递。目前,该技术的研究还处于起步阶段,能量传输机理和系统设计理论尚未完善,很多问题亟待解决。本文对磁共振式无线电能传输进行了基础性的研究和实验,主要内容如下:第一,对磁共振式无线电能传输系统进行了建模与理论分析。对耦合模理论进行了介绍,并分析了以该理论建模的缺陷。以振动理论对耦合谐振器的自然响应和驱动响应进行了分析和求解,对系统能有效进行远距离能量传输的原理以及条件进行了解释和说明。以系统的等效双回路模型为基础,采用互感耦合理论对系统工作于线圈谐振频率时的能量传输特性进行了分析,得出变换功率增益随耦合因子的变化关系;从最大功率传输角度对频率分裂现象进行了阐释,得出其分裂频率和峰值的表达式;分析了频率偏移对系统的影响;提出匹配因子的概念,并结合耦合因子分析其对负载功率和传输距离的影响。第二,采用有限元软件HFSS对磁共振式无线电能传输系统进行了电磁仿真和分析。通过本征模求解得到单个螺旋线圈和耦合线圈的本征频率和振动模式;通过驱动求解得到了四线圈系统的S参数,并分析了线圈参数对系统传能特性的影响。仿真得到的结果与理论分析吻合度较好。第三,通过加入中继线圈对系统性能进行优化。对中继线圈的作用进行了理论分析,并与原始的四线圈系统进行了对比;分析了中继线圈摆放位置对系统的影响;对带中继线圈系统进行了有限元仿真,得到的结果与理论分析基本一致。第四,对磁共振式无线电能传输系统进行了实验研究。设计了用于能量传输的螺旋线圈并调谐;分别对四线圈系统的距离特性、频率特性和匹配特性进行了测试;对带中继线圈系统的能量传输特性进行了测试。对大功率无线电能传输进行了初步的研究。
[Abstract]:Magnetic resonance wireless energy transmission technology is a new developing direction of wireless energy transmission technology . The transmission of energy between coils is analyzed by resonance and coupling of non - radiation near field magnetic field .

【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】