無線電能傳輸（Wireless Power Transfer,WPT）技術能實現(xiàn)電力能量的無線輸運,具有安全可靠的優(yōu)點,因此引起了人們的廣泛關注。然而,由于接收線圈位置的不確定性,發(fā)射線圈與接收線圈之間的位置偏移問題將導致其耦合系數(shù)降低,使得WPT系統(tǒng)的傳輸效率和穩(wěn)定性顯著降低。因此,探討位置偏移下線圈間的耦合機理及其效率優(yōu)化方法將對提升WPT系統(tǒng)傳輸性能具有重要意義。為解決線圈位置偏移問題對系統(tǒng)性能所造成的影響,本文從WPT系統(tǒng)能量傳輸機理出發(fā),提出一種多發(fā)射切換式耦合機構,其中發(fā)射端為多個正六邊形線圈,接收端為單個圓形線圈,以提高線圈偏移下WPT系統(tǒng)的傳輸效率與穩(wěn)定性。同時,為深入剖析位置偏移下多發(fā)射切換式耦合機構的工作機理,基于電磁理論建立了耦合機構在軸對稱及橫向偏移工況下的互感模型,為耦合機構提供了一種簡便靈活的互感計算方法,并運用Maxwell有限元方法對該互感計算方法進行了驗證,證實了所提出的互感建模方法的正確性。其次,運用有限元方法定量分析了多發(fā)射切換式耦合機構的耦合系數(shù)隨線圈橫向偏移的演化規(guī)律,對比分析了圓形和組合正六邊形的接收線圈在切換前后其耦合系數(shù)的差異,由此得到多... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１麻省理工的團隊的研宂裝置??ＷＰＴ作為一項新興的科學技術己經(jīng)廣泛應用于各大領域，因其諸多的優(yōu)點而具??

??文獻Ｐ〇］中，廈門大學航空航天學院吳德會等人致力于研宄空間中任意兩個同軸??矩形螺線線圈的互感耦合模型的解析建模，如圖１－２所示。利用二階矢量法來表達螺??旋形矩形線圈的電磁場分布。通過理論的推導，從而建立了任意空間中兩個矩形線??圈之間的“異面”互感模型和“共面”互感模型。即當兩線圈處于同一平面上時，??就使用“共面”模型，反之就使用“異面”互感模型。??個Ｚ??Ｃｏｉｌ?１?，?、＇?▲?ｆ”Ｖ?７｜??▲?＾：．．．．．．．．．．．丨－．．▲??１?▼?．?Ｉ?????１／???；??Ｕｊ：??Ｃｏｉｌ?０?＾?，Ｉ??圖１－２含有線寬和厚度的實際矩形線圈??在圓形結構線圈的互感計算方面，在文獻［３１］中，Ｇ．?Ｚｈｏｎｇ和Ｃ．?Ｋ．?Ｋｏｈ等人??研宂了相互平行的兩個矩形截面之間的互感計算方法，并且給出了兩條導線間互感??的計算公式。在文獻［３２］中

Ｚｈａｎｇ和Ｉ．?Ｌｏｐｅ等人對以上工作做了概述，且提出了針對圓形線圈自感及互感通用??的計算方法。２０１６年Ｔａｖａｋｋｏｌｉ?Ｈ等人基于比奧－薩伐爾定律推導出了正六邊形及正??八邊形在軸對稱位置下的互感計算方法［３６］，如圖１－３所示，并將計算出來的結果與??有限元仿真的結果進行了對比，驗證了該方法的準確性及可行性。??Ｚ??—一??＾?ｙ￣￣?？?ｙ?Ｔ?／￣ｉ￣ｒｈ?＂ｙ??ｖ?／?ｐ．，＊＼Ｋ，?．〇＾＼?／??Ｘ?ｘ??圖１－３六邊形與八邊形在對稱情況下的結構示意圖??以上都是對同軸線圈得出的互感計算方法，而當線圈之間發(fā)生相對偏移時，很??多學者也找到了各種不同的解決辦法。２０１１年Ｋｙｒｉａｋｉ?Ｆｏｔｏｐｏｕｌｏｕ等人推出了線圈的??幾何形狀及線圈相對偏移時互感的關系表達式，不僅分析了橫向偏移的問題，也分??析了角度偏移問題，如圖１－４所示，并且在推導過程中運用了比奧－薩伐爾定律與法??拉第電磁感應定律，避免了運用紐曼公式等方法引起的復雜積分問題［３７］。??ｋ／２．?Ｊｙ??＼?Ｌ?（?／Ｉ?＼＼?＾??ｔ?＼?々?Ｉ?＼＼?＾??ｙ?Ｔｘ?Ｃｏｉｌ?／?Ｔｘ?ｒ〇ｕ??Ｘ?Ｘ??圖１－４圓形與方形線圈的角度偏移示意圖??２０１２年黃學良等人［３８傭紐曼公式求解了不同偏移情況下線圈之間的互感，并得??出系統(tǒng)傳輸效率隨互感的增大而增大

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)淖杩蛊ヅ溲芯縖D]. 邱利莎.湖南大學 2016
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[3]用于家用電器的較大功率無線電能傳輸技術研究[D]. 吳家宏.哈爾濱工業(yè)大學 2013
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