磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸特性的分析與研究.pdf

1、伴隨著電磁場(chǎng)、計(jì)算機(jī)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)近年來(lái)得到深入研究并廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備、智能家電、電動(dòng)汽車(chē)、礦井、水下環(huán)境等充電場(chǎng)合。其中，磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)在中等傳輸距離下能夠?qū)崿F(xiàn)較大的傳輸功率、較高的傳輸效率，一經(jīng)問(wèn)世便引起了國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者和商家的極大關(guān)注。隨著應(yīng)用環(huán)境的日趨復(fù)雜，如何在高效輸電的同時(shí)保證高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性、高精確性是此項(xiàng)技術(shù)亟待解決的問(wèn)題。
　　本論文基于磁耦合諧振技術(shù)

2、，主要研究了無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的傳輸性能變化情況。首先，基于電路理論分析耦合諧振機(jī)理，結(jié)合二端口網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)系統(tǒng)建模分析，推導(dǎo)出表示傳輸性能的S參數(shù)表達(dá)式，得到傳輸性能隨收發(fā)線(xiàn)圈間距、水平偏移、角度偏移的變化關(guān)系。利用有限元方法構(gòu)建三維仿真模型，對(duì)系統(tǒng)發(fā)生水平偏移、角度偏移時(shí)的電場(chǎng)和功率流變化進(jìn)行矢量模擬，找出天線(xiàn)最佳朝向。
　　其次，對(duì)多組無(wú)線(xiàn)電能傳輸裝置間電磁環(huán)境問(wèn)題分析研究，通過(guò)互感理論推導(dǎo)出輸出功率的表達(dá)式，并采用有限元方法優(yōu)

3、化計(jì)算過(guò)程。對(duì)兩系統(tǒng)同軸放置和存在錯(cuò)位時(shí)進(jìn)行仿真，得出多組系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)傳輸性能的互相影響關(guān)系:由于本系統(tǒng)受到相鄰系統(tǒng)的影響，線(xiàn)圈互感參數(shù)改變從而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率分裂，最佳諧振點(diǎn)偏移。通過(guò)仿真分析找出兩系統(tǒng)最佳放置位置，提高了系統(tǒng)傳輸性能。本論文還設(shè)計(jì)了小功率磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，分別對(duì)諧振線(xiàn)圈發(fā)生偏移、兩系統(tǒng)間互相影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果一致，驗(yàn)證了理論分析和仿真的可靠性。
　　最后，分析水下無(wú)線(xiàn)電能傳輸