磁耦合谐振式电能传输系统的功率输出特性分析及其最大功率点追踪

为分析与优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率,对磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性进行分析与试验,并提出一种简化的系统模型,以方便设计者分析或确定磁共振式无线电能传输系统的参数。另外为解决原始系统输出功率随线圈相对位置而急剧变化,在此根据磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性提出了一种可行的最大功率点追踪(MPPT)方法以稳定系统的输出功率,使得负载能够在宽距离范围内实现功率最大化。     

磁耦合谐振串串式无线电能传输研究

磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种新兴无线能量传输技术,具有传输距离远、传输功率大、传输效率高、无辐射性和穿透性等优点。基于等效电路模型建立了磁耦合谐振式无线输电串串式拓扑模型,给出了输出功率、传输效率的计算方法,搭建了磁耦合谐振式无线电能传输试验平台,通过仿真与实验,分析了线圈距离、工作频率、负载电阻以及系统谐振对输出功率、传输效率的作用规律,为磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计及参数优化提供了理论依据。     

无线电能传输中电谐振耦合机理分析

针对在无线电能传输分析中多以磁耦合谐振技术为主,缺少对电谐振耦合机理的分析这一问题,文中根据对称性原理,提出无线电能传输机理中应该包含磁谐振耦合和电谐振耦合两种谐振耦合机理,并从电路的对偶性角度出发,给出了电谐振耦合电路模型并推导出传输功率增益的理论公式。通过对电路参数的分析得出了传输功率增益的变化规律,为无线电能传输系统的设计提供了参考。     

多负载磁耦合谐振式无线电能传输特性分析与仿真

针对磁耦合谐振式无线电能传输中多负载的情况,在传统的四线圈单负载磁谐振耦合式无线电能传输系统结构上,研究了多负载情况下的负载传输特性.运用电路模型分析出传输系统线圈耦合系数和负载对输出电压、传输效率的影响.最后通过有限元软件建立3D模型对系统进行联合仿真,仿真结果验证了理论的正确性,结果证明了在多负载情况下,负载合理的选择对系统的输出电压、传输效率有很大的影响,且总有一个最佳负载使系统的传输效率最大.     

一种无线电能传输系统设计

本文针对基于E类放大器的磁耦合谐振式无线电能传输系统,根据电路互感理论建立系统耦合模型,详细推导了系统传输功率和传输效率的表达式;为了满足1MHz驱动的要求,提出了用高速大功率三极管推挽方式设计高频驱动的方法。在此基础上,成功设计并搭建无线电能传输系统,经实验证明,该设计最大传输功率15W,传输距离20cm,对无线电能传输中E类放大器的方法进行验证。     

磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展

随着科学技术的发展和进步,近些年来,无线电传输技术已经受到广泛的关注和应用。磁耦合谐振式无线电能传输是一种新型的无线电能传输方式,传输的距离为几十厘米,传输的效率高达85%以上。磁耦合谐振式无线电能传输技术集合多种学科技术,达到安全、高效和便捷的电能传输过程。本文通过对无线电能传输技术的介绍,对磁耦合谐共振式无线电能传输技术进行简述。     

电动汽车磁耦合谐振式无线充电系统研究

电动汽车无线充电是一个热门研究方向。依据磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一种磁耦合谐振式无线充电装置,对传输功率以及传输效率影响因素进行了分析,并给出了系统设计。最后制作了一台功率为1 kW,磁耦合谐振频率70 kHz的电动汽车无线充电实验装置。样机实验结果表明系统稳定,运行效果理想。     

磁耦合谐振式无线充电系统研究

无线充电技术是一种新型的电能传输技术。文中设计了一种磁耦合谐振式蓄电池充电器,能够实现蓄电池无线充电。利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离缩减的电磁场,当发射回路和接受回路处于谐振状态时,谐振体之间能量交换可以达到很高的效率。利用变压器互感模型对磁耦合谐振无线电能传送进行了分析,设计了功率为4 kW的磁耦合谐振频率75 kHz的试验电路,实验结果表明,当传输距离为0.3 m时,效率接近90%。     

基于谐振耦合原理无线电能传输装置系统的研究

无线电能传输技术是一种新型的电能传输技术,它可以克服有限电能传输方式的诸多弊端。本文分析并设计了一种基于近距离无线电能传输原理的传输系统,阐述了磁耦合谐振式无线传输系统工作原理,叙述了对系统的发射模块、接收模块的设计,分析计算线圈的电感量及传输效率及系统各部分参数对传输效率、功率的影响。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统频率跟踪的自适应模糊控制

谐振频率是无线电能传输(Wireless Power Transfer, WPT)系统中提高传输效率的关键因素,考虑到WPT系统是一种松散耦合系统,可能因负载、传输距离等因素的变化,使WPT系统的谐振工作频率出现分裂或失谐等问题,导致系统传输效率大幅降低。为确保磁耦合谐振式无线电能传输系统保持较高的能量传输效率,结合谐振状态对系统传输效率影响的电路分析,提出模糊控制的方法来实现谐振频率的自适应跟踪,并设计出频率跟踪的模糊自适应控制器,实时非线性调节逆变驱动电路的频率,以确保对WPT系统谐振频率的精确跟踪。仿真与实验结果表明,该控制算法增强了WPT系统的工作谐振频率的自适应跟踪能力,对系统传输效率有较大提高。     

基于磁耦合谐振的动态无线传能系统设计

利用磁场在谐振线圈的共振耦合,磁耦合谐振式无线传能技术可以提供中等距离和功率的传输。当收发回路耦合系数较高且处于过耦合状态时,系统发生频率分裂现象,激励源频率成为制约传输功率的重要因素。由于收发线圈之间的距离具有随机性的特点,负载接收功率和额定功率难以恰好匹配。为了提高能量的传输功率及其稳定性,经过系统建模和理论分析发现,可以采用罗耶振荡电路对最大传输功率频点进行实时跟踪,基于反馈链路的功率控制也是实现功率匹配的有效手段。实验结果表明,采用罗耶振荡器和前端升压电路顺利完成无线传能系统的频率跟踪和功率控制,实现在12 cm距离内5 W功率的稳定传输,从而验证了能量传输过程中优化控制的有效性。     

基于双磁场耦合式无线电能传输的WPT系统研究

无线电能传输(WPT)被广泛用于飞机、电动汽车、手机等领域,磁耦合谐振技术(Magnetic Coupling Resonance, MCR)是实现WPT的技术手段之一,具有效率高、传输距离远等优势。针对传统MCR技术的单线圈传输系统输出功率有限的缺点,采用一种前级双线圈传输系统,前级利用两个线圈进行并联,同时进行双磁场耦合谐振式电能传输,共同给负载供电,以期输出功率放大。同时,采用模型预测控制方法对逆变器进行控制,利用模型预测控制的高抗扰性去优化WPT系统的稳定性。仿真和实验验证了所提系统的有效性。     

谐振式电能无线传输系统中串串式模型研究

谐振耦合式电能无线传输系统利用磁场通过近场传输,具有辐射小、效率高、传输距离远且方向性强等特点。文中采用等效简化电路方法分析了谐振式电能无线传输系统串串模型的间距、工作频率、负载等参数对传输效率和功率的影响及内在关系,进一步推导出其计算模型。在间距和负载一定的条件下,通过Matlab仿真得到效率最优与功率最大时的工作频率相一致,输出功率对工作频率的变化敏感度更高这一规律。此外,设计了一套串串式结构的谐振式电能无线传输装置,通过实验验证了理论分析的正确性,为研究电能无线传输提供了参考。     

磁共振式无线电能传输谐振系统的研究与实现

文章针对磁共振式,即电磁谐振式无线电能传输中最关键的耦合谐振系统做了研究.通过理论分析了谐振电感线圈产生磁场强度的主要影响因素、电感线圈的Q值对谐振系统的影响,以及趋肤效应对谐振线圈的影响,从而为实验环境搭建提供了可靠的依据.其次,通过简化磁共振系统模型,分析了无线电能传输中常用谐振方式,即发射端串联,接收端并联的传输功率及传输效率.最后,文章设计了相关实验电路,验证了上述分析的可靠性和有效性,为进一步研究无线电能传输系统提供了重要的参考价值.     

电工学理论在无线电能传输系统中的应用

本文融合电工学中LC谐振、线圈磁耦合、交流电路频率特性等相关理论和知识,建立了无线电能传输系统的电路-磁场耦合模型。计算无线电能传输系统的频响曲线,分析了工作频率、线圈间位置等因素对系统电能传输功率的影响,通过该应用系统的教学,既提高了本科生综合应用基础理论知识解决实际问题的能力,又加深了他们对新知识和新原理的理解。     

关于磁耦合谐振式无线电能传输分析

磁耦合谐振式是一种无线电能传输系统,可以最大程度使无线电能传输技术发挥出来。磁耦合谐振式是利用空间线圈感应原理和等效电路分析原理,能够更好地分析出电压频率曲线以及电能传输情况。此外,根据空间分配原理,合理摆放空间线圈,分析出空心线圈数值与方向的关系,提出无线电能过耦合、临界耦合和欠耦合3种状态。文章以有关实验为基础,与其他实验结果进行比对,具体得出无线传输电能的现实性状态,并且提出有关建议。     

基于SG3525的谐振式DC-DC无线电能传输模块的设计

磁耦合谐振式无线电能传输具有传输距离远、效率大、功率高等特点,还能穿透障碍物传输,该技术的研究对于无线充电技术的发展具有重要意义。文章设计制作的磁耦合谐振式电能传输模块以SG3525芯片产生PWM控制的高频功率源,经物理上隔开的发射线圈与接收线圈实现无线能量的传输,接收电路再经整流和滤波,实现了DC-DC的无线电能传输。经测试,SG3525供电电压为15V且发射线圈与接收线圈间距为10厘米时,输出功率约为4W,传输效率约为46%;线圈间距最大为50cm时,仍可点亮LED灯。     

谐振式无线电能传输技术在无人机的应用研究

针对无人机的续航问题,文中采用在输电杆塔上安装充电平台,结合磁耦合谐振式无线电能传输技术(MCR-WPT),将发射线圈和接收线圈分别安装在充电平台和无人机上的方式来为无人机充电。使用该方法需要提高MCR-WPT系统的输出功率和传输效率。文中采用差分进化算法对双线圈MCR-WPT系统中的传输距离、谐振频率和负载电阻进行优化设计。从仿真结果可以看出,双线圈MCR-WPT系统的输出功率得到了提高,传输效率由原来的0.40提高到0.68,验证了优化方法的有效性。     

非对称线圈谐振式无线充电系统的设计与研究

动物机器人神经刺激器使用微型电池供电,较小的电池容量限制了刺激器的工作时长,为能使刺激器持续工作,文中提出一种基于无线充电的供电方案。为减小接收线圈的重量和尺寸对动物运动的影响,需要选择较小的尺寸,同时要保障足够的传输功率,因此提出并设计了基于非对称谐振线圈的无线充电方案。首先,基于电路理论和无线电能传输系统的电路模型,分析无线电能传输系统传输特性;然后,基于Matlab分析线圈匝数和线圈半径对传输性能的影响,并通过HFSS探明了非对称谐振线圈情况下传输距离与磁场的空间分布的关系;最后,建立一套基于磁耦合谐振的非对称无线电能传输实验平台,并进行实验验证。实验结果表明,理论数据、模拟数据和实验数据吻合较好,此方案既能满足接收线圈尺寸小的要求,又能抑制频率分裂,提高传输功率和效率,完全适用于动物机器人神经刺激器的无线电能传输。     

无线电能传输装置设计

自从美国麻省理工学院于2007年发表其研究成果后,磁耦合谐振式无线电能传输技术就成了研究热点问题。本文分析了磁耦合谐振式无线电能传输技术的基本结构和工作原理。并基于软开关技术设计了一套无线电能传输装置。无线电能传输装置的电能损耗主要是发射线圈的驱动发热以及两线圈的传输损耗,软开关技术主要就是为了减小发射线圈的驱动部分的损耗,以达到提高传输效率的目的。