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磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振方式分析
引用本文:周宏威,孙丽萍,王帅,刘天时,谢鹏浩.磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振方式分析[J].电机与控制学报,2016(7):65-73.
作者姓名:周宏威  孙丽萍  王帅  刘天时  谢鹏浩
作者单位:1. 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040; 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084;2. 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040;3. 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京,100084
基金项目:科技部“电力系统及发电设备控制和仿真”国家重点实验室开放基金项目(SKLD13KM03);中央高校基本科研业务费专项资金(2572016CB04);东北林业大学大学生创新性实验计划项目(201310225163);东北林业大学大学生科研训练项目(KY2015045)
摘    要:磁耦合谐振式无线电能传输系统在实际设计中具有传输效率高,结构简单,实用性强等特点。从等效电路的角度研究了单发射-单接收谐振模式中串联-串联式、串联-并联式、并联-串联式和并联-并联式4种谐振模型下系统传输效率。经过数值仿真,得出了每种谐振模型下系统传输效率和输出功率与系统振荡频率、传输距离及带负载能力之间的变化关系,发现每种谐振模型各有其适用工况,总结出了在设计中如何根据实际情况选择适当的谐振方式来达到最佳的传输效果:当所设计的系统供电对象为小负载且仅需较小的传输距离时,采用串联-串联谐振模型能够达到较好的传输效果;当需要具有较远的传输距离和较强的带负载能力时,应采用串联-并联谐振模型;当无法实现较高的系统谐振频率时,应采用并联-并联谐振模型。最后根据4种谐振模型,实际设计制作了4套磁耦合谐振式无线电能传输系统,验证了上述分析的正确性。

关 键 词:无线电能传输  磁耦合谐振  等效电路  谐振模型

Resonant model analysis of wireless power transfer via magnetic resonant coupling
Abstract:Wireless power transmission system via magnetic resonant coupling in the actual design displays its superiority in its higher efficiency ,simpler structure ,stronger practicability ,etc.Research was conduc-ted on the transmission efficiency of the single launch-receive model in series-series model ,series-parallel model,parallel-series model and parallel-parallel model under four kinds of resonant model system ,from the view of equivalent circuits .By numerical the effects that the operation frequency ,distance between the coils and load resistance may have on the efficiency and the output power was obtained .The results show that each resonator model works well under certain conditions ,and summarizes the way to choose the cor-responding resonant model to achieve the best transmission effect according to the specific situation in the actual design .When the design of the system power supplies for a small load and distance ,using the se-ries-series model better result is achieved ,and when the design needs to have a longer distance for trans-mission and strong load capacity ,it should be used in series-parallel model .
Keywords:wireless power transfer  magnetic resonant coupling  equivalent circuit  resonant model
本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录!
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