【摘要】：無線電能傳輸是當前電力技術的前沿和熱點話題。相比于有線輸電技術,無線輸電避免了電線裸露,具有傳電便捷和用電安全的特點,同時可有效減少化學電池的使用,降低環(huán)境污染。目前,無線輸電技術主要有三種方式,即微波遠場傳輸,電磁耦合和磁諧振。其中,利用磁諧振原理的無線輸電兼顧了效率與傳輸距離,在近幾年取得了突破性的進展。但是,當前的磁諧振無線輸電技術建立于共振線圈基礎之上,存在帶寬較窄、對環(huán)境變化敏感等問題,并且不利于實現(xiàn)低成本的動態(tài)輸電。本文提出一種新型傳輸線耦合型無線傳電系統(tǒng),以傳輸線上的駐波耦合取代線圈磁共振耦合,實現(xiàn)了一個基于傳輸線的無線輸電系統(tǒng)。從原理上對傳輸線耦合展開了系統(tǒng)的分析,然后借助仿真軟件CST Microwave Studio對靜態(tài)傳輸線耦合與動態(tài)傳輸線耦合展開了模型仿真分析,進一步地我們對該輸電方式在抗偏移方面進行了探討,最后搭建了實驗平臺,以實驗方式驗證該新型無線輸電系統(tǒng)的高效性和靈活性。結(jié)果表明,本文所提出的傳輸線耦合無線輸電系統(tǒng)效率高:在靜態(tài)無線輸電方面,仿真耦合效率達到95%。在動態(tài)無線輸電方面,仿真耦合效率達到90%以上,同時在粗略的實驗測試下,動態(tài)無線輸電耦合效率也高達80%;抗偏移能力強:橫向偏移20%范圍內(nèi),耦合效率基本不發(fā)生改變;頻帶寬:工作帶寬達到10%。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM724
【圖文】：

１．２．無線輸電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑無線輸電并不是一項新概念，目前國內(nèi)外對該技術均有十分廣泛的研究。受電體與供電體之間相對靜止的靜態(tài)無線輸電，和受電體可移動式動態(tài)無線輸中動態(tài)無線輸電將在延長行駛里程、減少電池的尺寸和成本、提高功率密度等發(fā)展的關鍵問題上發(fā)揮重要作用。逡逑１．２．１邋？靜態(tài)無線電能傳輸研究現(xiàn)狀逡逑目前國外對靜態(tài)無線電能傳輸主要有美國麻省理工學院、新西蘭奧克蘭大學、意大利佩魯賈大學高校。以及東芝、三菱、Ｉｎｔｅｌ等一些高科技企業(yè)。國內(nèi)要有重慶大學、哈爾濱工程大學、華南理工大學、華中科技大學等高校［８］。以爾集團也在這方面投入了大量的研究。逡逑２００７年美國ＭＩＴ團隊在《Ｓｃｉｅｎｃｅ》上發(fā)表一篇文章，利用磁共振原理在２以４０％的效率實現(xiàn)６０Ｗ功率傳輸，如圖１．１所示。實驗中采用兩個直徑為６０ｃｍ線圈，利用線圈自身具有的分布參數(shù)，即同時存在的電感性、電容性，調(diào)節(jié)激自諧振頻率一致引起共振。逡逑

該系統(tǒng)不僅可以延長常規(guī)的基于諧振耦合的有效范圍，還可向移動受電體不斷的提供電能。逡逑２０１３年韓國大田的韓國高等科學技術研宄院（ＫＡＩＳＴ）開發(fā)了一種創(chuàng)新的電力傳輸系統(tǒng)逡逑［１２］，如圖１．２所示。公交車可以實現(xiàn)非接觸的從埋藏在地下的電力發(fā)射器中獲取電力。與需要逡逑大量充電等待的傳統(tǒng)電動車輛不同，該公交車可以在行進時給電池充電。逡逑仰丨邋４邋ｉｎ＿逡逑２０邋ｋｆｌ／邐ｐｏｗｅｒ邋ｌｉｎｅｓ逡逑圖１．２動態(tài)無線系統(tǒng)的概念圖逡逑２０１８年美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ＯＮＲＬ）對移動受電體無線充電的傳輸特性、耦合逡逑機理等進行了研究。研究人員研發(fā)了一款可用于移動交通的無線充電系統(tǒng)，可實現(xiàn)９７％傳輸效率逡逑下１２０ＫＷ功率傳輸，實驗效果與傳統(tǒng)的有線大功率快速充電方式相當。在實驗演示中，電力逡逑在６英寸氣隙間距為移動交通電池組提供電能。逡逑目前，重慶大學無線電能傳輸研發(fā)小組也完成了全套無線充電系統(tǒng)的方案設計、樣件研發(fā)、逡逑３逡逑

【參考文獻】

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相關博士學位論文 前3條

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本文編號：2729853