磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸作為一種新型能量傳輸方法,與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)和微波等無(wú)線能量傳輸方式相比,具有中等傳輸距離、傳輸效率高等明顯優(yōu)勢(shì),在嵌入式故障檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)線供電、移動(dòng)終端設(shè)備無(wú)線充電等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前對(duì)磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸技術(shù)的研究主要停留在單發(fā)射單接收系統(tǒng),為了獲得更遠(yuǎn)和更廣泛范圍的無(wú)線充電,往往多個(gè)發(fā)射線圈需要被用到,本文的研究工作將圍繞多發(fā)射單接收磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸展開,主要內(nèi)容如下:(1)由于目前對(duì)磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的建模方法并不完善,為了研究耦合系數(shù)和負(fù)載等變化情況下對(duì)系統(tǒng)性能的影響。本文提出了采用電路理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,并對(duì)比分析了耦合模理論和二端口網(wǎng)絡(luò)的建模方法,在用耦合模理論對(duì)系統(tǒng)建模時(shí)發(fā)現(xiàn)耦合模參數(shù)的測(cè)量十分困難,在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析時(shí)并不方便。而通過(guò)電路方程并用MATLAB仿真,很容易分析理解系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)對(duì)性能的影響。(2)由于在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,如果電源端和負(fù)載端阻抗不匹配,一部分傳輸?shù)截?fù)載的信號(hào)會(huì)被反射回去造成能量的損耗,為了解決這個(gè)問(wèn)題,本文針對(duì)多發(fā)射單接收磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)自動(dòng)阻抗匹配電路,能夠?qū)崿F(xiàn)各發(fā)射端的自動(dòng)阻抗匹配,減少能量由于反射造成的損耗。(3)由于在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)阻抗匹配之前,要進(jìn)行阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的選擇,而其選擇的依據(jù)就是系統(tǒng)輸入阻抗的大小。為了測(cè)得輸入阻抗的大小,本文針對(duì)多發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)輸入阻抗實(shí)時(shí)性測(cè)量的裝置,通過(guò)該裝置,能夠快速測(cè)量出當(dāng)輸入阻抗變化后的值,并將該值提供給自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇。(4)由于耦合線圈的寄生參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能有嚴(yán)重的影響,本文根據(jù)理論分析計(jì)算,設(shè)計(jì)出了性能良好的耦合線圈,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比進(jìn)行了驗(yàn)證。(5)最后搭建系統(tǒng)的實(shí)物驗(yàn)證平臺(tái),對(duì)設(shè)計(jì)的電路和系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析驗(yàn)證。該平臺(tái)能夠?yàn)?5cm外5W的燈泡供電,也能為10cm外的手機(jī)充電。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM724
【部分圖文】：

以充電的愿景。無(wú)線能量傳輸技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成及其口網(wǎng)絡(luò)和電路理論分析無(wú)線能量傳能量傳輸?shù)陌l(fā)射端和接收端電路結(jié)聯(lián)結(jié)構(gòu)，并聯(lián)-串聯(lián)結(jié)構(gòu)，并聯(lián)-并線能量傳輸系統(tǒng)的功率和效率進(jìn)行效率的因素主要包括線圈的寄生電互感的大小可以用耦合系數(shù)來(lái)描述能指標(biāo)影響進(jìn)行分析，通過(guò) MATL的變化情況。最后對(duì)耦合線圈的結(jié)理論分析和計(jì)算。原理，主要由發(fā)射端和接收端兩部分耦合諧振發(fā)射端 接收端

；隨著電阻的增大，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的傳輸效率隨耦合系數(shù)增。 2.4 和圖 2.5 主要分析了電阻和耦合系數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)輸出功率響。為了單一研究電阻或耦合系數(shù)變化對(duì)傳輸性能的影響，別進(jìn)行研究。變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響面對(duì)無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)串聯(lián)與串聯(lián)結(jié)構(gòu)的分析中，得到的功載LR 求偏導(dǎo)，并令其等于 0，在不改變系統(tǒng)其它條件的前提率或效率達(dá)到最優(yōu)時(shí)所對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻值。00= LRP（2-36）時(shí)，對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：21 1( ) ( ) 2R L LR R + R + wM = R R

要大于系統(tǒng)最大傳輸效率時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻值，且在輸出功統(tǒng)的傳輸效率只有 50%左右，這正好吻合了最大功率傳輸定數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響線圈的互感量與耦合系數(shù)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此可以分出功率和傳輸效率的影響，在此選擇一個(gè)合適的負(fù)載電阻值 的系統(tǒng)輸出功率和傳輸效率表達(dá)式對(duì)耦合系數(shù)k 求偏導(dǎo)并令統(tǒng)其它條件的前提下，可以得到系統(tǒng)功率或效率達(dá)到最優(yōu)時(shí)。00= kP2-38）時(shí)，對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：212R( RR)(wM)L+ =數(shù)變化時(shí)，系統(tǒng)輸出功率和傳輸效率變化情況如圖 2.7 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2878367