基于磁耦合諧振的無線傳能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、磁耦合諧振式無線能量傳輸是近十年新興的中等距離電能傳輸技術(shù)，利用磁場在電感線圈中的共振耦合，實(shí)現(xiàn)傳輸功率和距離的提高。由于傳輸距離、功率、成本和靈活性的優(yōu)勢，磁耦合諧振技術(shù)已成為無線能量傳輸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有研究表明，磁耦合諧振系統(tǒng)在耦合系數(shù)較高時(shí)存在嚴(yán)重的頻率分裂現(xiàn)象，激勵(lì)源頻率成為制約功率提高的重要因素。收發(fā)線圈之間的距離具有隨機(jī)性的特點(diǎn)，難以保證負(fù)載接收功率和額定功率的吻合。本文將從理論上分析最佳頻率的偏移規(guī)律和功率的衰減特性，

2、提出相應(yīng)的頻率跟蹤和功率控制策略。
　　頻率跟蹤方面，本文利用互感理論對串聯(lián)型諧振回路進(jìn)行建模，分析最佳頻率點(diǎn)隨耦合系數(shù)的變化規(guī)律。當(dāng)系統(tǒng)處于過耦合狀態(tài)時(shí)，由于收發(fā)回路的阻抗特性發(fā)生變化，系統(tǒng)的最大功率傳輸頻率點(diǎn)向固有頻率兩側(cè)偏移，且發(fā)送回路在該頻率點(diǎn)仍將保持諧振狀態(tài)。因此，跟蹤發(fā)送回路諧振頻率的偏移，可以實(shí)現(xiàn)過耦合狀態(tài)下的功率提高。結(jié)合羅耶振蕩器的工作原理，系統(tǒng)采用改進(jìn)的羅耶電路實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤、電壓逆變和共振耦合功能。
　　

3、功率控制方面，在線圈的感應(yīng)范圍內(nèi)，系統(tǒng)傳輸功率總是隨距離的增加而迅速衰減。為保證負(fù)載接收功率和額定功率的一致性，本文在收發(fā)兩端建立通信鏈路，通過接收狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋調(diào)節(jié)，保證接收功率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。由于電感線圈的諧振電壓、磁通量的變化率和感應(yīng)電壓存在正比關(guān)系，本文提出利用升壓電路進(jìn)行功率控制的策略。為了適應(yīng)升壓電路的要求，系統(tǒng)采用比例-積分-微分調(diào)節(jié)器來控制羅耶振蕩電路的輸入電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)傳輸功率的目的。
　　基于電路理論的