【摘要】：無(wú)線電能傳輸作為一種新型的電能傳輸方式,是電氣工程領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù),是電能傳輸和接入的一場(chǎng)革命性進(jìn)步。該技術(shù)使電能的接入更加便捷、安全,避免了傳統(tǒng)依靠電線直接供電方式所帶來(lái)的插電火花、積碳、不易維護(hù)、易產(chǎn)生磨損等問(wèn)題,尤其是在特殊環(huán)境下用電存在的安全隱患的發(fā)生。近年來(lái),無(wú)線電能傳輸技術(shù)發(fā)展十分迅速,該技術(shù)已在消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和工業(yè)制造等領(lǐng)域具有了一定程度的應(yīng)用。但傳輸效率問(wèn)題仍是制約其發(fā)展的重要因素,傳輸效率關(guān)系到能源是否被合理利用,也關(guān)系到該技術(shù)的推廣,所以如何有效的提高系統(tǒng)傳輸效率是目前亟待解決的問(wèn)題。本文選取最具發(fā)展前景的磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)作為研究對(duì)象,在傳統(tǒng)無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了一種發(fā)射線圈采用單線圈結(jié)構(gòu),接收線圈采用兩諧振線圈并聯(lián)結(jié)構(gòu)的新型三線圈系統(tǒng)模型。針對(duì)目前最受關(guān)注的無(wú)線電能傳輸效率問(wèn)題,首先對(duì)兩種結(jié)構(gòu)的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng),采用等效電路理論對(duì)其進(jìn)行建模分析,運(yùn)用基爾霍夫定律推導(dǎo)出效率的表達(dá)式,得到傳輸效率的關(guān)鍵影響因素為傳輸距離、工作頻率和負(fù)載阻值;其次采用控制變量法,對(duì)比分析了線圈距離、頻率和負(fù)載阻值對(duì)兩種系統(tǒng)模型傳輸效率理論上的影響;然后基于混沌粒子群優(yōu)化算法對(duì)傳輸距離、頻率、負(fù)載阻值三個(gè)參數(shù)進(jìn)行了整體的優(yōu)化,得到傳輸效率最高時(shí)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)值,從而為實(shí)驗(yàn)做指導(dǎo);最后為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型分析和優(yōu)化方法的正確性,本文搭建了兩種結(jié)構(gòu)的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了傳輸效率與距離的關(guān)系,傳輸效率與頻率的關(guān)系、傳輸效率與負(fù)載阻值關(guān)系的實(shí)驗(yàn)分析和優(yōu)化驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在相同的參數(shù)條件下,相比于傳統(tǒng)的單發(fā)射單接收線圈系統(tǒng),當(dāng)接收端線圈采用雙諧振線圈并聯(lián)的方式接入負(fù)載時(shí),其傳輸效率更高,驗(yàn)證了理論分析的正確性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM724

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本文編號(hào)：2517143