針對航天領域空間交會對接、航天器配電、在軌服務與維護等領域對無纜化的需求,提出了多通道近場無線能量傳輸系統(tǒng),建立了多通道磁耦合近場無線能量傳輸系統(tǒng)數(shù)學模型,分析了影響系統(tǒng)傳輸效率的重要參數(shù),并對關鍵參數(shù)對系統(tǒng)效率的影響進行了仿真分析。通過線圈高效耦合設計,實現(xiàn)了多通道近場無線能量傳輸系統(tǒng)的效率最優(yōu)。所提系統(tǒng)解決了能量的無線傳輸,并實現(xiàn)多負載接收的問題。通過一臺1 000 W多通道近場無線能量傳輸樣機進行了實驗研究,結果表明,所提多通道近場無線能量傳輸裝置具有傳輸效率高的特點,解決了航天器無線能量傳輸?shù)亩嘭撦d問題。 

【文章來源】：北京航空航天大學學報. 2020,46(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

多通道近場無線能量傳輸系統(tǒng)

多通道近場無線能量傳輸系統(tǒng)的等效電路模型如圖2所示。如圖2所示，系統(tǒng)采用SS[11](原邊和副邊均串聯(lián)電容進行諧振補償，該補償方式具有在負載變化和互感變化情況下維持諧振點穩(wěn)定的優(yōu)點)的諧振補償電路。其中，L1為發(fā)射線圈的自感，U1為逆變裝置后端的等效交流電壓源，其為整個系統(tǒng)輸入能量，C1為原邊的諧振補償電容，R1為原邊電路線纜和線圈的電阻值之和。相似地，L2和L3分別為2個接收線圈的自感，C2、C3分別為2個副邊電路的諧振補償電容，R2、R3分別為2個副邊電路的線圈電阻與電路導線電阻值之和，RL2和RL3分別為2個接收電路的等效負載值。M12、M13分別為原邊線圈L1與2個副邊線圈L2、L3之間的互感值，M23為2個副邊線圈之間耦合的互感值。根據(jù)KVL定律列出整個電路的電氣行為方程為

圖8為系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的耦合情況，圖9為線圈的磁通密度分布情況。所得結果表明，初級線圈激勵電流的激勵作用下，接收端的2個線圈與原邊線圈分別耦合，具有一定的功率輸出能力，但是受相對位置影響，接收端不同線圈工作狀態(tài)下耦合情況不同，影響其功率輸出能力。通常情況，原邊線圈匝數(shù)不同的情況下，次級線圈所能接收到的磁通密度明顯不同，因為接收面積相同，所接收磁通密度大的次級線圈的磁通量更大，線圈距離不同，互感值不同。線圈匝數(shù)越多，互感磁通量越大，線圈間的互感值越大。圖4 副邊電壓曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]無線電能傳輸過程中能效提高的控制方法研究[J]. 王軍強,吳晶.  電子質量. 2016(09)
[4]無接觸電能傳輸技術的研究進展[J]. 楊慶新,陳海燕,徐桂芝,孫民貴,傅為農(nóng).  電工技術學報. 2010(07)

碩士論文
[1]磁感應式無線能量傳輸控制技術研究[D]. 陳江.哈爾濱工程大學 2014



本文編號：3307689