单/多发射极磁谐振式无线电能传输特性研究

发布时间：2021-03-06 11:29

　　针对单发射极磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统的传输效率和输出功率随着距离增加和频率分裂急剧衰减的问题,采用多发射极可以有效地提高系统的传输效率和输出功率。首先根据等效电路理论推导出单/多发射极MCR-WPT系统的传输效率和输出功率的表达式,其次详细分析了各个参数对传输效率和输出功率的影响,经数值仿真和电路仿真可知,当系统在最佳工作状态时,多发射极系统比单发射极系统在传输效率和输出功率上都有显著提高;系统传输达到最大输出功率和最大传输效率对应的最佳负载阻值不相等;输入电压相位差导致传输性能降低;适当的控制耦合系数以避免近距离传输的频率分裂。最后搭建MCR-WPT系统对上述分析进行验证。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图２多发射极系统等效电路图??Ｆｉｇ．?２?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｅｍｉｔｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??

致，实现了??基于仿真的高效率的电能传输。此处依据等效电??路理论对单／多发射极ＭＣＲ－ＷＰＴ系统进行理论建??模和特性分析。在特定参数不变的情况下，讨论了??发射极电压的幅值和相位、频率、线圈之间的耦合??系数、负载阻值对输出功率和传输效率的影响。指??出了在不同的实际需求情况下控制适当的参数以??实现系统的最佳传输功效。最后通过实验对理论??分析和仿真进行验证。??２?系统建模与分析??２．１单发射极系统建模和分析??根据系统传输模型可以构建单发射极等效电??路图，如图１的所示。??图１单发射极系统等效电路图??Ｆｉｇ．?１?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｅｍｉｔｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??在图１中，ｕ，为初级输出电压；Ｃ，为初级等效??补偿电容；ｉ，为发射线圈的等效串联电感；＆为??初级电路的等效电阻；Ｍｌ２为发射线圈和接收线圈??之间的互感；Ｃ２为次级等效补偿电容；Ｌ２为接收??线圈的等效串联电感；Ａ为接收侧电路的等效电??阻；札为负载；＾，丨２分别为初级和次级回路电流。??由图１可以列出等效电路的基尔霍夫电压定律??（ＫＶＬ）方程为：??［Ｒ?（ｊｗＣ，?）］ｉ，＋ｊｗＡ／，２ｉ２＝ｕｓ??）〇）Ｍｉ２ｉ?ｉ＋［?（Ｒ２＋Ｒ?ｉ＋＇）（〇Ｌ?ｉ＋１?／（ｊｔｏＣ２）?］ｉ２＝〇??为了减小不必要的无功损耗，可令初级和次??级处于谐振状态，即ｊｗＬ，＋ｌ／（ｊｗＣｉ）＝０，ｉ＝ｌ?，２。??由式（１）可以进一步推算出发射线圈和接收??线圈的回路电流为：??（／？２＋／？Ｌ）ｕ．??，＇？，ｆｌ２＋／？１？Ｌ＋Ｍ１２Ｖ?ｍ??：＿?ｊ（〇Ｍｉ２ｕｓ??２－／？

图３?ｆ／，和对Ｐ

【参考文献】：
期刊论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振方式分析[J]. 周宏威,孙丽萍,王帅,刘天时,谢鹏浩.  电机与控制学报. 2016(07)



本文编号：3067021