發(fā)布時間：2020-03-22 08:08

【摘要】：近幾年來,無線電能傳輸技術(shù)備受關(guān)注,與直接通過導(dǎo)線連接進行電能傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)輸電方式相比,無線電能傳輸技術(shù)更方便、更安全、抗干擾能力更強。這些優(yōu)點使之在電子產(chǎn)品、生物醫(yī)學(xué)植入手術(shù)和電動汽車方面有廣泛的應(yīng)用前景。在早期的一些研究中,主要集中于對磁感應(yīng)式無線電能傳輸方面的研究,磁感應(yīng)式傳輸方式具有傳輸效率高、傳輸功率大的優(yōu)點,但傳輸距離過近。而磁諧振式無線電能傳輸方式的傳輸距離更遠,所以本文選取磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)為研究對象。磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)在傳輸距離過近時會發(fā)生頻率分裂,導(dǎo)致系統(tǒng)的傳輸效率急劇下降。為了避免頻率分裂現(xiàn)象的發(fā)生,可以采取頻率跟蹤、阻抗匹配和線圈優(yōu)化設(shè)計三種方案。其中頻率跟蹤和阻抗匹配方案需要在系統(tǒng)中加入額外電路,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且會增加系統(tǒng)損耗。而線圈優(yōu)化設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)簡單,簡便快捷,所以本文采用線圈優(yōu)化設(shè)計的方式提高系統(tǒng)傳輸效率。本文分別對普通柱體螺旋和平面螺旋諧振線圈系統(tǒng)進行了數(shù)學(xué)建模,分析諧振線圈各參數(shù)對系統(tǒng)傳輸?shù)挠绊?通過仿真分析得到最優(yōu)的線圈參數(shù),從而使得互感變化平緩,消除頻率分裂,提高系統(tǒng)的傳輸效率。搭建了磁諧振式無線電能傳輸實驗平臺對優(yōu)化效果進行實驗驗證,實驗結(jié)果表明,優(yōu)化后的耦合線圈可以明顯提高系統(tǒng)傳輸效率,增大高效率傳輸距離。
【圖文】：

圖 1-2 磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)框圖 磁耦合諧振式無線電能傳輸耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)是三種無線電能傳輸技術(shù)中最新穎的一種，題和未來最有可能改變?nèi)祟惿罘绞降募夹g(shù)之一。該方式是在磁耦合感應(yīng)輸方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在磁感應(yīng)式中加入諧振方式，一般來說，如距較遠，兩者之間的耦合就會較弱，但當(dāng)接收線圈和發(fā)射線圈的諧振頻率一圈之間會產(chǎn)生強耦合作用，形成一條以磁場為媒介的能量通道，，這時如果斷進行供能，則接收線圈側(cè)不斷的耗能，實現(xiàn)無線電能傳輸[16-20]。如圖 1合諧振式無線電能傳輸?shù)南到y(tǒng)框圖。

圖 1-2 磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)框圖1.2.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)是三種無線電能傳輸技術(shù)中最新穎的一種，是全球前沿課題和未來最有可能改變?nèi)祟惿罘绞降募夹g(shù)之一。該方式是在磁耦合感應(yīng)式無線電能傳輸方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在磁感應(yīng)式中加入諧振方式，一般來說，如果兩個線圈相距較遠，兩者之間的耦合就會較弱，但當(dāng)接收線圈和發(fā)射線圈的諧振頻率一樣時，在兩線圈之間會產(chǎn)生強耦合作用，形成一條以磁場為媒介的能量通道，這時如果發(fā)射線圈側(cè)不斷進行供能，則接收線圈側(cè)不斷的耗能，實現(xiàn)無線電能傳輸[16-20]。如圖 1-3 所示為磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)南到y(tǒng)框圖。圖 1-3 磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)框圖磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的特別之處是它在磁感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入了共振技術(shù)，可以同時提高系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸效率。另外，該技術(shù)實現(xiàn)無線電能傳輸?shù)那疤崾俏矬w之間的共振，只有固有諧振頻率相同的物體才能對傳輸過
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM724

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本文編號：2594770