磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、自電誕生以來，電線就一直存在于我們身邊，它在帶來方便的同時也帶來了許多問題。隨著社會的發(fā)展，電線所帶來的問題也愈發(fā)明顯起來。而無線電能傳輸技術(shù)就是在這一背景下孕育而出，磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)是通過線圈間的磁耦合諧振從而實現(xiàn)能量高效傳輸?shù)囊环N無線電能傳輸方式。相比于其他傳輸技術(shù)，該技術(shù)在中等距離傳輸、傳輸效率以及安全性等方面存在較大優(yōu)勢，然而由于該項技術(shù)發(fā)現(xiàn)較晚，近幾年才得以研究和發(fā)展，因此該項技術(shù)仍然還有許多關(guān)鍵問題需要解決，如系

2、統(tǒng)總體技術(shù)集成、生物安全性等問題。
　　本文主要對磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了研究和優(yōu)化設(shè)計。首先介紹了磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)基本原理，并依據(jù)耦合模理論和等效電路理論兩種方式對系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析?；隈詈夏＠碚摲治隽讼到y(tǒng)的能量整體流動過程，并對影響能量轉(zhuǎn)化的因素進(jìn)行了分析，重點對等效電路理論進(jìn)行研究，建立模型并通過Matlab軟件對其傳輸效率進(jìn)行了仿真分析，得到系統(tǒng)的傳輸效率與距離、負(fù)載和頻率的變化關(guān)系，從而得出諧振頻

3、率對系統(tǒng)的傳輸效率起著至關(guān)重要的作用。
　　然后對三線圈無線電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行建模，采用等效電路理論和二端口網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式分析系統(tǒng)，得到系統(tǒng)的傳輸效率表達(dá)式，并重點對發(fā)射-接收線圈間的交叉耦合系數(shù)對系統(tǒng)的影響進(jìn)行研究，對如何調(diào)節(jié)中繼線圈位置從而使得傳輸效率得到優(yōu)化進(jìn)行定量分析。通過Matlab仿真軟件、Maxwell磁場仿真軟件來對之前理論分析的結(jié)論進(jìn)行驗證，并通過Maxwell軟件對耦合線圈的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行磁場仿真，進(jìn)而對耦合線圈