發(fā)布時間：2020-06-04 13:53

【摘要】：傳統(tǒng)有線輸電方式的弊端日漸顯露,導(dǎo)線的磨損、老化等易產(chǎn)生接觸火花,嚴(yán)重影響供電過程的可靠性和安全性。磁耦合諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)電磁污染小,傳輸效率高,且不會對人體造成傷害,因此擁有廣闊的市場應(yīng)用前景。本文首先從理論上推導(dǎo)多線圈磁耦合諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)中,負載接收功率和傳輸效率關(guān)于線圈間傳輸距離的函數(shù)關(guān)系式,并提出運用求解滿足約束條件下的非線性方程解法,討論總傳輸距離一定時中繼線圈位置對系統(tǒng)性能的影響,進一步對中繼線圈個數(shù)對系統(tǒng)性能的影響進行了分析。并基于理論推導(dǎo)設(shè)計了兩款用戶平臺軟件,該軟件可以簡化復(fù)雜的理論計算,直接根據(jù)設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)得到相應(yīng)數(shù)據(jù),并繪制系統(tǒng)距離特性函數(shù)關(guān)系圖�；谝陨隙嗑�圈磁耦合諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)理論分析,搭建了整體實驗平臺,進行相關(guān)實驗研究。結(jié)果表明,中繼線圈個數(shù)的增加會使傳輸功率以及效率得到提升,但只有傳輸距離較遠時改善效果才較為明顯。在三線圈無線功率傳輸系統(tǒng)中,中繼線圈處在中間位置時,傳輸功率最大;在四線圈無線功率傳輸系統(tǒng)中,達到最佳傳輸功率時線圈位置沒有明顯規(guī)律。另外,當(dāng)負載端所接收到的功率一定時,四線圈系統(tǒng)比三線圈系統(tǒng)能達到更大的傳輸距離。最后,為了增大負載端接收功率,在發(fā)射線圈前端設(shè)計了一款功率放大器,并分別對雙線圈、三線圈、四線圈系統(tǒng)進行了實驗分析。結(jié)果表明,功率放大器的加入可使負載端接收功率大幅度提高,并且有效的延長無線電能的傳輸距離,增強了系統(tǒng)的可實用性。
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文率傳輸方式簡介波長的長短，可將無線功率傳輸技術(shù)分為近區(qū)場傳輸和輸方式為主的無線電波和激光是當(dāng)電磁波與場源的距傳輸方式[4]，具體的實現(xiàn)過程是：包括直流電源、微波的發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為電磁波的形式發(fā)射出去，包括接流二極管、直流濾波器等器件的接收端設(shè)備將收集到的流電或者交流電的形式，供負載設(shè)備使用。如圖 1-1 所

圖 1-1 電磁波輻射無線傳輸原理圖遠區(qū)場傳輸方式的系統(tǒng)的傳輸距離一般可以達到數(shù)千米，能夠同，這種方案在空間發(fā)電領(lǐng)域已被成功應(yīng)用[5]。太陽能衛(wèi)星把收集波形式發(fā)射回地球，地面接收設(shè)備端的微波整流天線把能量接收于電磁輻射會對人體產(chǎn)生影響，傳輸效率很低而且可能會對手機制了其在民用場合的應(yīng)用。區(qū)場的傳輸方式相比，近區(qū)場方式的能量傳輸距離最多只有幾米卻可高達幾十瓦甚至上千瓦，并且傳輸過程中能量損耗較低，傳場傳輸主要分為電場耦合和磁場耦合兩種方式，由于電場耦合可害所以應(yīng)用場合受到了較大限制。目前主要研究的是磁場耦合式場耦合的方式又分為諧振式和感應(yīng)式兩種。式 WPT 技術(shù)主要通過電磁感應(yīng)原理，，利用可分離變壓器方式完原理圖如圖 1-2 所示。感應(yīng)式耦合系統(tǒng)中原邊和副邊處于松耦合般在幾毫米至幾厘米之間，并且隨著傳輸距離的增大效率會急劇
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM724

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 文波;聶一雄;;無接觸功率傳輸耦合機構(gòu)的研究綜述[J];電工技術(shù);2010年04期

2 聶一雄;文波;劉藝;;無接觸功率傳輸技術(shù)[J];電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2010年03期

3 潘勇忠;復(fù)費率電度表對功率傳輸方向的自動判別[J];福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1993年05期

4 白林坡;劉武發(fā);;旋轉(zhuǎn)界面非接觸功率傳輸技術(shù)研究[J];制造業(yè)自動化;2012年11期

5 華科;謝開;郭志忠;;采用直流和交流功率傳輸分布因子的輸電權(quán)交易[J];電網(wǎng)技術(shù);2007年13期

6 張英莉,張麗麗;淺談音頻功率放大器功率傳輸及效率[J];信息技術(shù);2003年11期

7 俞阿龍;音頻功率放大器功率傳輸及效率問題的探討[J];電聲技術(shù);2002年06期

8 索若淇;郭靖;;新型雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機功率傳輸裝置的運動學(xué)特性分析[J];化工設(shè)計通訊;2016年09期

9 劉藝;王丹;文波;聶一雄;;無接觸功率傳輸耦合機構(gòu)的研究[J];電工電能新技術(shù);2010年04期

10 劉見華,金咸定;梁結(jié)構(gòu)耦合點的振動功率傳輸[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2004年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 黎燕林;孫勝;姜立軍;;無線功率傳輸至色散組織的全波解析方法（英文）[A];2015年全國微波毫米波會議論文集[C];2015年

2 李漢巧;聶一雄;;無接觸功率傳輸?shù)墓β拾l(fā)送單元設(shè)計[A];武漢(南方九省)電工理論學(xué)會第22屆學(xué)術(shù)年會、河南省電工技術(shù)學(xué)會年會論文集[C];2010年

3 文舸一;;無線功率傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[A];2013年全國微波毫米波會議論文集[C];2013年

4 李國慶;于娜;;基于BP網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)功率傳輸能力的計算方法[A];“電力大系統(tǒng)災(zāi)變防治和經(jīng)濟運行重大課題”部分專題暨第九屆全國電工數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

5 朱志斌;王修龍;周文振;;S波段波導(dǎo)窗的設(shè)計[A];第三屆北京核學(xué)會核應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

6 祁鶴媛;陳文潔;沙意林;韓亞強;李宏昌;;基于磁耦合諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)的電磁輻射研究分析[A];2016中國電磁兼容大會論文集[C];2016年

7 王大虎;魏學(xué)業(yè);柳艷紅;;一種應(yīng)答器功率傳輸天線的研究與仿真分析[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運輸工程學(xué)科）論文集（下冊）[C];2005年

8 文舸一;;天線理論與設(shè)計新進展[A];2018年全國微波毫米波會議論文集(上冊)[C];2018年

9 唐歡;丁帥;;運用FDA實現(xiàn)空間時不變聚焦[A];2018年全國微波毫米波會議論文集(上冊)[C];2018年

10 李國慶;董存;沈杰;;基于網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)特性的ATC快速計算方法[A];第十屆全國電工數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 陳瑞瑞;5G移動通信與無線功率傳輸若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

2 侯典立;開關(guān)式驅(qū)動無線功率傳輸系統(tǒng)若干問題的研究[D];山東大學(xué);2014年

3 代路;復(fù)雜邊界條件圓柱殼耦合結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性及聲輻射研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

4 鄧豪;雙轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機基礎(chǔ)理論研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 廖國棟;基于局部指標(biāo)法的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測研究[D];西南交通大學(xué);2009年

6 趙穎博;硅通孔（TSV）電學(xué)傳輸特性分析與優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張湘雨;多線圈磁耦合諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)的研究[D];華北電力大學(xué);2019年

2 郭菲菲;多段式無線功率傳輸技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2019年

3 周冀龍;基于V2G的無線功率傳輸變換器研究[D];廣西科技大學(xué);2019年

4 張威揚;差速式轉(zhuǎn)子發(fā)動機功率傳輸機構(gòu)動力特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

5 姬曉凱;主動配電網(wǎng)功率傳輸特性分析[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

6 生茂棠;基于磁諧振耦合無線功率傳輸?shù)闹欣^接力系統(tǒng)的研究[D];南昌大學(xué);2013年

7 張皓月;微小型對置式發(fā)動機功率傳輸機構(gòu)設(shè)計與特性分析[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 白林坡;高速旋轉(zhuǎn)裝置氣隙功率傳輸技術(shù)研究[D];鄭州大學(xué);2012年

9 廖倪騰;用于高效率高隔離低頻功率傳輸?shù)男滦凸杌度胧阶儔浩鱗D];電子科技大學(xué);2017年

10 葛鵬鵬;無線低功率傳輸能量接收端的設(shè)計[D];南京郵電大學(xué);2015年

本文編號：2696483