基于非對稱結構的耦合系統(tǒng)設計方法與無線電能傳輸特性研究.pdf

1、隨著電氣時代的到來，人類對電力的依賴也逐漸增加，在滿足用電需求的同時，人們對電能的傳輸也提出了新的方法。無線電能傳輸技術擺脫了冗雜的用電線路，具有安全、靈活等優(yōu)點，逐漸成為國內外學者的研究焦點，有著廣闊的應用前景。
　　無線電能傳輸技術已經被廣泛地應用于許多領域，如家用電器、植入式醫(yī)療設備、電動汽車、可穿戴設備等。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術實現(xiàn)了中距離的電能傳輸，但在實際的應用中，由于場合的限制，諧振器的發(fā)射與接收裝置往往存在較

2、大的尺寸差異，這樣非對稱耦合線圈的設計與傳能特性的研究是無線傳能系統(tǒng)研究過程中不能回避的問題。
　　首先，文章構建了非對稱無線電能傳輸系統(tǒng)的電路模型，綜合考慮非對稱系統(tǒng)參數(shù)多且相互耦合的實際問題，推導出系統(tǒng)的接收功率、傳輸效率與距離的關系式。由關系式分析可知:接收功率與傳輸效率分別受到頻率與互感M的影響。因此通過分析工作頻率與耦合線圈互感M,得出非對稱系統(tǒng)的頻率特性與距離特性兩大特性。
　　其次，文章借助COMSOL Mul

3、tiphysics進行物理場仿真。分別設計不同尺寸的諧振系統(tǒng)進行仿真分析，得出耦合系統(tǒng)尺寸這一重要參數(shù)對距離特性的影響規(guī)律;同時在不同距離下，對尺寸比分別2∶1與5∶1的耦合系統(tǒng)進行角度改變，總結出不同非對稱耦合系統(tǒng)的方向特性規(guī)律。
　　再次，考慮到非對稱耦合線圈的設計問題，文章在COMSOL模型的基礎上，分別對比了平面圓形、平面方形與螺旋筒形三種形狀的傳能效果。同時研究了線徑、尺寸、匝間距等參數(shù)對品質因數(shù)的影響規(guī)律，為今后線圈的