磁耦合谐振式无线能量传输系统性能研究

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进入21世纪以来,我国工业和科学技术在稳步发展,无线能量传输技术对于人们的生活需求越来越重要。无线能量传输技术即用电设备以非接触的方式获得电能,与传统有线供电方式相比,无线能量传输技术更安全、更便捷。磁耦合谐振式无线能量传输技术作为一种新兴的无线能量传输技术,与电磁波传输方式相比,其不易受传输过程中障碍物的影响;与电磁感应式传输方式相比,其传输距离相对更远。磁耦合谐振式无线能量传输技术的研究意义重大。本文针对磁耦合谐振式无线能量传输技术开展研究,主要研究内容有:(1)对无线能量传输技术进行总体介绍和概述。首先对常规接触式电能传输的缺点进行总结,得出无线电能传输技术的天然优势,然后介绍国内外一些研究机构和专家学者对于该技术的研究现状和应用前景,进一步分析磁耦合谐振式无线能量传输技术存在的技术难点,针对技术难点提出初步解决方案。(2)对磁耦合谐振式无线电能传输原理进行详细分析,建立无线电能传输系统的物理模型,并对模型进行数学分析,建立四线圈系统电路模型,分析谐振线圈模型和拓扑结构分析。然后对磁耦合谐振式无线能量传输系统的性能参数进行分析。(3)对磁耦合谐振式无线能量传输系统进行仿真,运用ANSYS软件进行仿真分析,建立有限元模型和模型的网格划分,分析线圈直径和线圈匝数对传输效率的影响。(4)对磁耦合谐振式能量传输实验装置进行介绍,介绍装置的开关电路、谐振发射电路和谐振接收电路。然后逐一介绍实验平台。(5)对磁耦合谐振式无线能量传输系统传输性能的影响因子进行分类分析,分析系统的频率特性;对传输距离、谐振频率、收发线圈相对位置、中继线圈对系统传输特性的影响效果。通过实验验证理论分析结果的正确性,得出最终结论。
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