發(fā)布時間：2017-08-02 02:10

  本文關(guān)鍵詞：基于級聯(lián)式磁耦合諧振系統(tǒng)的分析

  更多相關(guān)文章： 耦合模理論 諧振 傳輸效率 無線電能傳輸

【摘要】：自從2007年麻省理工學(xué)院的科學(xué)家馬林·索爾賈希克等人利用磁耦合諧振原理成功點亮一個2 m外60 W的燈泡以后,這種利用磁耦合諧振進(jìn)行中距離無線電能傳輸?shù)募夹g(shù)獲得了巨大的關(guān)注。磁耦合諧振無線電能傳輸是具有相同諧振頻率的接收線圈與發(fā)射線圈,在電磁共振作用下,發(fā)生強電磁耦合,從而實現(xiàn)近區(qū)電能高效傳輸?shù)囊环N技術(shù)。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)與其它無線電能傳輸技術(shù)相比,具有裝置簡單、電磁輻射小、對人體無危害等特點,適用于中等距離無線傳輸,可以很好地解決與生活息息相關(guān)的室內(nèi)供電問題。但目前該項技術(shù)還處于起步階段,無法實現(xiàn)中距離高效率的電能傳輸。為提高系統(tǒng)傳輸效率、增大傳輸距離,本文從理論、實驗、仿真三方面對磁耦合諧振無線電能傳輸機(jī)制進(jìn)行了深入研究,通過采用多級線圈裝置,實現(xiàn)多個同軸線圈的交互共振,從而更大限度地優(yōu)化磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的性能。論文從以下幾個方向進(jìn)行研究:(1)從耦合模理論角度對磁耦合諧振系統(tǒng)進(jìn)行研究,建立起二級和三級串聯(lián)諧振耦合電路理論模型,推導(dǎo)出耦合諧振系統(tǒng)傳輸效率計算公式,為實際設(shè)計最佳傳輸系統(tǒng)提供思路。(2)采用Matlab編程軟件對理論模型進(jìn)行仿真,直觀地分析改變線圈傳輸距離,線圈軸心偏移和加入中繼線圈對傳輸效率的影響,優(yōu)化設(shè)計出最佳磁耦合無線電能傳輸系統(tǒng)。(3)成功搭建了螺旋形線圈和方形線圈磁耦合無線電能傳輸平臺,運用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對實物模型進(jìn)行測試,實驗驗證了改變感應(yīng)距離,傳輸距離,以及中心軸偏離等因素對系統(tǒng)傳輸效率的影響,并直觀測量了多級級聯(lián)式線圈共振模型的性能,從而證實多級線圈系統(tǒng)確實能夠延長傳輸距離,提高傳輸效率,為解決中距離的無線電能傳輸難題提供了一條思路。(4)初次將HFSS電磁仿真軟件應(yīng)用在磁耦合諧振無線電能傳輸上,成功建立仿真模型。仿真得出的S參數(shù)曲線圖反映了能量傳輸效率的變化趨勢。將仿真分析與實驗結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),兩者具有良好的一致性。這促使在以后的研究中,可通過仿真直接模擬實驗結(jié)果,為優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)提供了便利。
【關(guān)鍵詞】：耦合模理論 諧振 傳輸效率 無線電能傳輸
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 無線電能傳輸（WPT）的類型12-17
• 1.2.1 電磁波輻射式無線電能傳輸13-14
• 1.2.2 磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸14-15
• 1.2.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸15-16
• 1.2.4 三類WPT技術(shù)對比16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.3 商業(yè)應(yīng)用前景19-20
• 1.4 論文章節(jié)安排20-22
• 第二章 磁耦合諧振無線電能傳輸系統(tǒng)簡介22-32
• 2.1 磁耦合諧振無線電能傳輸（MCR-WPT）22-25
• 2.1.1 共振在無線傳輸中的應(yīng)用22-23
• 2.1.2 MCR-WPT基本工作原理23-25
• 2.2 MCR-WPT模型結(jié)構(gòu)比較25-29
• 2.2.1 模型輸入阻抗比較26-27
• 2.2.2 模型傳輸效率比較27-28
• 2.2.3 模型負(fù)載匹配比較28-29
• 2.3 MCR-WPT系統(tǒng)參數(shù)分析29-31
• 2.3.1 系統(tǒng)的耦合系數(shù)29-30
• 2.3.2 系統(tǒng)的損耗系數(shù)30
• 2.3.3 系統(tǒng)的最佳頻率30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 磁耦合諧振系統(tǒng)模型的理論分析32-38
• 3.1 螺旋形磁耦合系統(tǒng)的理論分析32-36
• 3.1.1 二級線圈系統(tǒng)的電路分析32-34
• 3.1.2 三級線圈系統(tǒng)的電路分析34-36
• 3.2 方形磁耦合系統(tǒng)的理論分析36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 螺旋線圈系統(tǒng)的仿真與實驗分析38-52
• 4.1 Matlab仿真理論分析38-39
• 4.2 螺旋線圈實物測試實驗39-43
• 4.3 螺旋線圈HFSS仿真分析43-44
• 4.4 實驗與仿真結(jié)果比較44-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 方形線圈系統(tǒng)的仿真與實驗分析52-62
• 5.1 方形線圈實物測試實驗52-55
• 5.2 方形線圈HFSS仿真分析55-57
• 5.3 實驗與仿真結(jié)果比較57-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 未來研究展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李長生;李煒昕;張合;丁立波;;引信用磁耦合諧振系統(tǒng)復(fù)雜環(huán)境能量損耗分析[J];兵工學(xué)報;2014年08期

2 羊紅光;劉平;王雅茹;;非線性耦合諧振子模型的一種對角化解法[J];石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

3 張淑清,李觀濤;四界面耦合諧振反射器加工過程中的檢測[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1986年01期

4 宋凱;朱春波;李陽;李曉宇;趙鑫;;基于磁耦合諧振的自主無線充電機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年09期

5 王少夫,朱義勝;交叉耦合諧振器濾波器的快速分析法[J];電測與儀表;2005年01期

6 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 何小悅;章德;;兩端對縱向耦合諧振器的阻帶抑制[A];2004年全國物理聲學(xué)會議論文集[C];2004年

2 楊新生;趙軍;徐桂芝;李p，

本文編號：607166