本文關鍵詞：基于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的效率研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁耦合諧振式無線電能傳輸(magnetically coupled resonant wireless power transfer, MCR-WPT)作為一種新的電能傳輸概念與方法,具有豐富的理論支撐和廣泛的應用前景。MCR-WPT基于電磁感應原理,利用高頻逆變技術(shù)、整流濾波技術(shù)、松耦合變壓器技術(shù)等,實現(xiàn)電能從電源側(cè)到負載側(cè)進行非接觸式傳輸。其較傳統(tǒng)的供電方式,它展示了獨特的優(yōu)越性：(1)電能傳輸無需導線,具有安全、穩(wěn)定、傳輸方向不受限制等優(yōu)點；(2)不受非磁性干擾物影響、對介質(zhì)依賴少等優(yōu)點。因而MCR-WPT受到越來越多的關注和研究。本文首先分析了目前常見的三種無線電能傳輸技術(shù)：輻射式、電磁感應式、磁耦合諧振式,并就其傳輸距離、傳輸效率、系統(tǒng)穩(wěn)定與安全性能等方面作了對比,奠定了本文的研究對象(MCR-WPT)。接著闡述了目前國內(nèi)外關于MCR-WPT技術(shù)的研究現(xiàn)狀和主要研究成果。根據(jù)MCR-WPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了系統(tǒng)的工作原理,并構(gòu)建了兩線圈結(jié)構(gòu)的松耦合變壓器模型和系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)等效電路。本文主要以串聯(lián)-串聯(lián)諧振補償?shù)刃щ娐窞檠芯繉ο?運用耦合模理論和集總參數(shù)電路理論的分析手段得到了系統(tǒng)能量傳輸?shù)膬?nèi)在規(guī)律。依據(jù)電路理論知識運算,得到影響MCR-WPT系統(tǒng)輸出功率、傳輸效率的影響因子：諧振補償電容、品質(zhì)因數(shù)、諧振線圈參數(shù)、諧振頻率、負載電阻等。接著借助理論計算與仿真分析的手段,得到上述各影響因子與系統(tǒng)傳輸性能之間的內(nèi)在聯(lián)系,并據(jù)此提出幾種提高系統(tǒng)傳輸效率的可行性方案。最后完成本文試驗樣機設計,通過實驗驗證的方式確定前面電路計算、仿真分析所得結(jié)論的科學性。綜合補償電容參數(shù)、諧振頻率、負載電阻等系統(tǒng)參數(shù)對MCR-WPT進行進一步優(yōu)化。
【關鍵詞】：無線電能傳輸 MCR-WPT 松耦合變壓器 傳輸性能
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 課題背景及意義13-14
• 1.2 WPT技術(shù)簡介14-19
• 1.2.1 WPT分類14-18
• 1.2.2 MCR-WPT系統(tǒng)構(gòu)成18-19
• 1.3 國內(nèi)外MCR-WPT的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 MCR-WPT的國外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.2 MCR-WPT的國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.3 待研究的問題21
• 1.4 論文主要內(nèi)容21-23
• 2 MCR-WPT傳輸系統(tǒng)模型與能量分析23-35
• 2.1 磁耦合理論23
• 2.2 MCR-WPT系統(tǒng)23-27
• 2.2.1 WCR-WPT系統(tǒng)模型23-24
• 2.2.2 兩線圈WCR-WPT結(jié)構(gòu)24-27
• 2.3 MCR-WPT系統(tǒng)能量分析27-34
• 2.3.1 耦合模理論27-31
• 2.3.2 電路理論31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 MCR-WPT拓撲結(jié)構(gòu)傳輸特性研究35-55
• 3.1 MCR-WPT拓撲結(jié)構(gòu)35-39
• 3.1.1 拓撲結(jié)構(gòu)傳輸特性分析35-39
• 3.2 諧振參數(shù)的影響39-44
• 3.2.1 副邊補償電路39-41
• 3.2.2 原邊補償電路41-42
• 3.2.3 仿真與驗證42-44
• 3.3 負載與傳輸性能關系44-46
• 3.4 品質(zhì)因數(shù)的影響46-48
• 3.4.1 傳輸特性與品質(zhì)因素46-47
• 3.4.2 仿真與驗證47-48
• 3.5 互感與輸出功率、效率關系48-51
• 3.6 諧振頻率與傳輸性能的關系51-53
• 3.6.1 負載吸收功率與頻率的關系51-52
• 3.6.2 傳輸效率與頻率的關系52-53
• 3.7 本章小結(jié)53-55
• 4 MCR-WPT實驗設計與結(jié)果分析55-67
• 4.1 MCR-WPT系統(tǒng)框架設計55
• 4.2 MCR-WPT實驗電路設計55-59
• 4.2.1 發(fā)射端設計56-57
• 4.2.2 接收端設計57-59
• 4.3 實驗電路實物圖59
• 4.4 實驗論證59-65
• 4.4.1 諧振電容與功率、傳輸效率的驗證60-61
• 4.4.2 不同負載與功率、傳輸效率的驗證61-62
• 4.4.3 線圈參數(shù)與功率、傳輸效率的驗證62-65
• 4.4.4 頻率與功率、傳輸效率的驗證65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 5 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

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