發(fā)布時間：2017-09-27 21:01

  本文關(guān)鍵詞：磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)念l率研究

  更多相關(guān)文章： 磁耦合諧振 無線電能傳輸 傳輸效率最佳頻率 功效同步

【摘要】：當今世界各種便攜式設備飛速發(fā)展,各種電子設備如手機,平板電腦,筆記本電腦,電動汽車,各種人體植入器件等得到廣泛應用,這些設備的共同特點就是沒有與電網(wǎng)連接,因而使用便攜方便,但是這些設備在使用中最大的問題就是電池的續(xù)航能力,磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)應運而生。到目前為止,磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的傳輸效率,傳輸功率與諧振頻率和系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設計,以及阻抗匹配,功效同步等問題仍然是制約此項技術(shù)廣泛推廣應用的關(guān)鍵所在,因此解決磁諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的技術(shù)問題具有極大意義。為解決上述問題,本文以傳輸系統(tǒng)中的諧振頻率為主要研究對象,通過選取系統(tǒng)最佳諧振頻率,提高系統(tǒng)傳輸效率,增大傳輸功率,實現(xiàn)功率和效率的同步,同時解決阻抗匹配問題,為磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供理論基礎。本文分別應用集總參數(shù)的電路理論、耦合模理論、基于微波的散射參數(shù)(S參數(shù))理論對無線傳輸系統(tǒng)進行建模,推出各個理論模型的傳輸效率和功率的表達式。對系統(tǒng)的損耗進行分析,并分析了不同類型線圈的參數(shù)計算方法。在建立模型的基礎上,應用電路理論和耦合模分別證明傳輸效率最佳頻率的存在,并對傳輸效率最佳頻率的影響因素和傳輸效率的影響因素進行分析,應用Math CAD軟件對建立的模型進行仿真分析,并搭建實驗平臺對理論進行驗證。證明了傳輸效率最佳頻率的存在。在傳輸效率最佳頻率的基礎上推導出了負載功率最佳頻率,及系統(tǒng)效率最佳頻率,通過引入功效最佳頻率偏移度ε,對功效最佳頻率偏移度進行分析,得到了功效同步的實現(xiàn)條件,并分析了最大傳輸功率的影響要素;通過系統(tǒng)效率最佳頻率與負載功率最佳頻率的比較,證明了系統(tǒng)效率與負載功率不存在功效同步的現(xiàn)象;并對功效同步時的傳輸系統(tǒng)進行分析,得出系統(tǒng)在實現(xiàn)功效同步條件時,內(nèi)在地滿足阻抗匹配的條件,即自動實現(xiàn)阻抗匹配。同樣應用Math CAD軟件進行仿真分析,并搭建實驗平臺對理論進行驗證。實驗結(jié)果驗證了磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)負載功率最佳頻率的存在,驗證了傳輸效率最佳頻率與系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系,以及最大傳輸效率與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系,并證明了系統(tǒng)功效同步的實現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：磁耦合諧振 無線電能傳輸 傳輸效率最佳頻率 功效同步
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展歷程10-11
• 1.2.2 無線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)难芯糠较?/span>12-19
• 1.3.1 傳輸系統(tǒng)的分析和優(yōu)化12-13
• 1.3.2 頻率分裂的研究13-14
• 1.3.3 阻抗匹配的研究14-15
• 1.3.4 帶中繼線圈的傳輸系統(tǒng)研究15-17
• 1.3.5 多接收線圈系統(tǒng)研究17-18
• 1.3.6 多發(fā)射線圈系統(tǒng)研究18-19
• 1.4 無線電能傳輸亟待解決的問題及未來發(fā)展趨勢19-20
• 1.4.1 亟待解決的問題19-20
• 1.4.2 發(fā)展趨勢20
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容20-23
• 1.5.1 研究目的20-21
• 1.5.2 研究內(nèi)容21-23
• 2 磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)睦碚摲治?/span>23-41
• 2.1 磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)睦碚摶A23-36
• 2.1.1 無線電能傳輸系統(tǒng)的建模23-27
• 2.1.2 電路理論分析27-30
• 2.1.3 耦合模理論分析30-33
• 2.1.4 基于微波的散射參數(shù)理論(S參數(shù))分析33-36
• 2.2 諧振式無線電能傳輸?shù)膮?shù)分析36-39
• 2.2.1 軸向螺旋線圈的參數(shù)計算36
• 2.2.2 平面螺旋線圈的參數(shù)計算36-38
• 2.2.3 系統(tǒng)損耗分析38-39
• 2.3 本章小結(jié)39-41
• 3 磁耦合諧振式無線傳輸?shù)膫鬏斝首罴杨l率41-55
• 3.1 傳輸效率最佳頻率的分析41-44
• 3.1.1 集總參數(shù)效率最佳頻率41-43
• 3.1.2 耦合模理論效率最佳頻率43-44
• 3.2 傳輸效率最佳頻率和最大傳輸效率分析44-46
• 3.2.1 傳輸效率最佳頻率影響因素分析44-45
• 3.2.2 負載對最大傳輸效率的影響45
• 3.2.3 傳輸距離D對最大傳輸效率的影響45-46
• 3.3 仿真46-49
• 3.4 實驗49-53
• 3.4.1 諧振頻率對傳輸效率的影響50-51
• 3.4.2 負載對傳輸效率最佳頻率和最大傳輸效率的影響51-52
• 3.4.3 距離對傳輸效率最佳頻率和最大傳輸效率的影響52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 磁耦合諧振式無線傳輸?shù)墓π筋l率55-71
• 4.1 功效同步頻率55-57
• 4.1.1 負載功率最佳頻率55-56
• 4.1.2 功效同步的實現(xiàn)分析56-57
• 4.2 阻抗匹配分析57-59
• 4.2.1 求導匹配57-58
• 4.2.2 阻抗匹配輸入阻抗分析58-59
• 4.2.3 阻抗匹配輸出阻抗分析59
• 4.3 功效同步的系統(tǒng)分析59-61
• 4.3.1 最大負載功率分析59-60
• 4.3.2 系統(tǒng)效率的最佳諧振頻率60-61
• 4.4 仿真61-65
• 4.4.1 簡化分析61-62
• 4.4.2 負載功率與諧振頻率關(guān)系分析62-64
• 4.4.3 功效同步仿真驗證64-65
• 4.5 實驗65-70
• 4.5.1 能量供給系統(tǒng)分析65-67
• 4.5.2 功效同步實驗分析67-70
• 4.6 本章小結(jié)70-71
• 5 結(jié)論和展望71-73
• 5.1 主要結(jié)論71-72
• 5.2 工作展望72-73
• 致謝73-75
• 參考文獻75-81
• 附錄81

【相似文獻】

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本文編號：931850