非接触式耦合谐振电能传输系统研究

发布时间：2020-03-23 05:04

【摘要】：非接触式耦合谐振电能传输系统又被称为磁耦合无线电能传输系统。当今世界飞速发展,无线电能传输技术摆脱了对导线的依赖,克服了在医疗领域,水下矿井工作等方面的诸多不便。本文以四线圈系统为模型,研究了磁耦合谐振技术。具体研究内容为:从耦合模理论与电路理论入手,对系统发射端的设计和线圈设进行分析。根据电路理论搭建系统模型,从数学角度理论分析推导四线圈系统输出功率和输出效率的关系。研究了系统的谐振补偿电路,通过电磁仿真软件Ansoft Maxwell对四线圈系统模型分析,得出涡流场中四线圈模型周围磁场分布,在瞬态场中使用Ansoft Maxwell与Simplorer进行联合仿真。说明了谐振补偿的必要性。分析系统工作频率,耦合系数,和传输距离等参数对系统传输性能的影响,提供了选取线圈参数的依据。提出一种提高系统传输性能的优化因子?,使得系统在其固有工作频率下保持最大传输效率,避免了频率分裂现象的产生。并提出一种发射端复合式谐振无线电能传输系统,并做了简单分析,为日后无线电能的研究提供了新的方向。最后对系统发射端和接收端主电路进行分析设计,给出系统驱动电路,逆变电路等主电路设计,搭建出适用于四线圈ssss型系统的低功率实验装置,给出实物电路和实验分析结果。
【图文】：

图 1.1 无线电能传输技术应用的是 WPT 技术在低频段小功率用电设备上的应用，重点磁耦合谐振式无线电能传输技术（Magnetically Coupled r Transmission (MCR -WPT) ）。此技术是在两个或以上个系统有同样的谐振工作频率时，经过电感和电容组成的系统中电能与磁能实现能量在空间中的交换，再传递给供输距离与输出功率都有较大的适用范围，主要应用于手，，油田矿井工作设备等。能传输方式和研究方向传输方式主要有三种如图 1.2，在科学技术不断进步的当生活中的多元化应用需求也越发明显，近年来这项技术更

通过副边补偿和电流调理电路进而转换成可供负载直接使用的稳定直流电。图 1.3 感应耦合式 WPT 结构图1.2.2 磁耦合谐振式无线电能传输磁耦合谐振式 WPT 技术主要利用磁耦合谐振(MCR)原理，是由美国麻省理工大学 Marin Soljacic 教授为首的研究团队首先提出，利用两个具有相同谐振频率且具有高品质因数的电磁系统，当发射线圈以某一特定频率工作时，在与之相
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM724

【参考文献】

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本文编号：2596232