無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)負(fù)載特性分析與效率優(yōu)化.pdf

1、諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)適合于各個(gè)功率等級(jí)的負(fù)載設(shè)備進(jìn)行無(wú)線供電，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在具有較遠(yuǎn)的傳輸距離，較大的傳輸功率，以及非輻射性。在實(shí)際的應(yīng)用和研究過(guò)程中，負(fù)載參數(shù)的變化可能會(huì)引起系統(tǒng)傳輸特性的改變，使得系統(tǒng)脫離最佳工作狀態(tài);傳輸線圈的多項(xiàng)參數(shù)未綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致品質(zhì)因數(shù)較低等等。針對(duì)該技術(shù)存在的問(wèn)題，本文以效率優(yōu)化為目的，以負(fù)載特性為切入點(diǎn)，研究負(fù)載與系統(tǒng)傳輸特性之間的關(guān)系。對(duì)傳輸線圈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，給出了最大效率負(fù)載點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法，為

2、使得系統(tǒng)能在接入不同負(fù)載時(shí)系統(tǒng)傳輸性能保持在最佳狀態(tài)，可通過(guò)添加適當(dāng)?shù)淖杩棺儞Q網(wǎng)絡(luò)改變等效負(fù)載大小，提高系統(tǒng)負(fù)載適應(yīng)性。
　　論文分析了磁耦合無(wú)線電能傳輸?shù)脑恚约跋到y(tǒng)主要組成、關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)輸入為串聯(lián)諧振的兩種補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，確定了串聯(lián)-串聯(lián)補(bǔ)償方案。利用電路理論，分析了三種負(fù)載接入對(duì)系統(tǒng)傳輸效率的影響，對(duì)影響系統(tǒng)最高效率負(fù)載點(diǎn)因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，針對(duì)因接入負(fù)載偏移最高效率負(fù)載點(diǎn)造成傳輸效率下降，得出了可以通過(guò)提高互

3、感，諧振頻率和降低線圈內(nèi)阻，從本質(zhì)上提高系統(tǒng)負(fù)載適應(yīng)能力及傳輸效率的結(jié)論，并給出了使用L型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)最高效率負(fù)載匹配策略的設(shè)計(jì)方法。而線圈耦合部分的設(shè)計(jì)決定互感及線圈內(nèi)阻，在實(shí)際應(yīng)用以及輸出功率均符合的情況下，使用Maxwell有限元仿真軟件對(duì)比仿真分析了三種線圈形狀的特性，并選取了組合型線圈形狀，對(duì)其長(zhǎng)寬比，線圈匝數(shù)，匝間距等參數(shù)以提高系統(tǒng)傳輸效率及負(fù)載適應(yīng)性為目的進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　通過(guò)逆變電路，整流電路，耦合機(jī)制，b