基于磁耦合諧振的無線能量傳輸技術研究.pdf

1、作為眾多中短距離電能特殊傳輸技術之一的能量無線傳輸，以其特有的安全、便捷等優(yōu)點受到了廣泛的關注。在三種依賴常規(guī)意義作為界限加以區(qū)分的功率無線傳送技術中，基于磁耦合諧振原理的能量無線傳輸技術以比電磁感應傳輸方式傳輸距離更遠，比微波傳輸方式無敏感的方向性要求等特點成為目前物聯網研究的熱點關鍵之一。
　　 我國目前對于磁耦合諧振功率非線連接傳輸技術的研究進展方興未艾，對于系統(tǒng)參數的分析還未進一步有效展開:發(fā)射和接收線圈的形狀、安置位置

2、和參數的分析與設計還沒有系統(tǒng)完善的方法;負載阻抗的匹配，以及系統(tǒng)與干擾源之間的影響關系也未得到充分的討論。因此，合理劃定系統(tǒng)最佳諧振頻率范圍、確定系統(tǒng)的特性參量、減少干擾體對傳輸功率的損耗，以及在提高系統(tǒng)的傳輸效率的同時減少對人體的危害等都需要進一步研究。
　　 本文給出了基于磁耦合諧振的無線能量傳輸系統(tǒng)的實現原理及其內置構架，著重圍繞傳輸功率、傳輸效率、最佳工作頻率等關鍵技術開展研究，并進行有關公式的推導與分析，最后建立了相應

3、的傳輸模型。首先對非接觸能量傳輸技術從整體層面進行了概括，之后就基于磁耦合諧振技術的電能傳輸展開原理分析。明確了磁耦合諧振非接觸能量傳輸技術的系統(tǒng)結構和工作原理，以及傳輸工作中涉及到的準則方程。結合耦合模公式確立了類似可分離變壓器的無線能量傳輸理論模型，研究了該無線能量傳輸技術的內在規(guī)律，為后續(xù)的模型建立提供了理論依據;其次，通過對傳輸系統(tǒng)耦合系數、損耗系數、輻射損耗的綜合考慮，確立了系統(tǒng)實現相對高效工作的最佳頻率范圍。建立了其在漸逝場

4、與感應場作用范圍內的傳輸模型，并結合磁耦合諧振傳輸系統(tǒng)適應的耦合模理論進行了各制約因素對系統(tǒng)工作的影響分析。建立了能量傳輸模型，仿真研究了傳輸距離、效率、功率與系統(tǒng)參數之間的關系，進而提出了系統(tǒng)設計方法并做出系統(tǒng)能效分析。最后，通過運用面向對象的Feko、Matlab等軟件對模型中的空間輻射的電磁場情況進行了仿真，并對其相關參量繪出了其變化曲線。從數值分析角度提出了系統(tǒng)能夠在更廣區(qū)域內仍以高效率工作的實用方式，從而為解決能量無線傳輸系統(tǒng)