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磁谐振式无线电能传输技术的传输特性分析

侯海涛  
【摘要】:无线电能(Wireless Power Transfer)传输技术是一种在空间中进行无介质的电能传输方式。该技术可广泛应用于便携式以及一些特殊场合的用电设备中,为设备提供更加灵活、便捷的充电用电。本文从组成系统的各项参数入手,进行对系统传输特性上的研究。论文主要内容包括:介绍了常见的无线电能传输技术原理和分类,比较各个方式的优点和缺点,选用磁谐振式无线传输(Magnetically-Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)方式;在系统的组成中谐振电路是磁谐振式无线传输技术的重要组成部分,基于电路理论搭建电路模型,推导系统在谐振状态下的原边电路模型公式,选择适合系统的谐振电路拓扑结构;在此基础上,计算系统各项参数;用MATLAB进行仿真,总结各个参数对传输特性的影响;结合以上分析结果,设计实验模型。实验模型采集的数据的趋势与现有的理论结果一致,验证了上述理论的正确性。为了进一步提高系统的传输性能,采用锁相环控制技术使开关管的频率跟随接收绕组的变化,稳定系统运行状态。利用Simulink模块设计实验仿真模型。通过改变传输距离,对整体系统进行仿真分析,仿真结果显示系统的传输效率高于实验结果。在文章的最后,提出了系统进一步提高传输距离的方法,总结了论文所做得工作以及展望无线电能传输技术的未来。


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