基于宇称时间对称的无线电能传输系统电路模型及分析

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1、硕士学位论文基于宇称时间对称的无线电能传输系统电路模型及分析作者姓名赵志友学科专业电力电子与电力传动指导教师张波教授所在学院电力学院论文提交日期2018年4月CircuitModelandAnalysisofWirelessPowerTransferSystemBasedonParityTimeSymmetryADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoZhiyouSupervisor：Prof.ZhangBoSouthChinaUniversityofTe

2、chnologyGuangzhou,China分类号：TM724学校代号：10561学号：201520111546华南理工大学硕士学位论文基于宇称时间对称的无线电能传输系统电路模型及分析作者姓名：赵志友指导教师姓名、职称：张波教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力电子与电力传动研究方向：无线电能传输技术论文提交日期：2018年4月21日论文答辩日期：2016年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈艳峰委员：张波丘东元杨汝谢帆摘要无线电能传输技术自诞生以来已经经过了一百多年的发展，

3、其重要性也越来越被人们认识到。目前对无线电能传输技术的研究主要集中在几个方面：一是其实现方式，包括电磁感应式、磁耦合谐振式以及微波式等，根据不同的应用场合这几种方式各有优势；其次是传输效果，包括系统的传输效率及传输功率，需要解决系统损耗及由传输距离改变带来的效率下降问题；另外一个方向是对无线电能传输原理的研究，科学家们通过多种方式对无线电能传输系统进行建模，包括互感电路模型以及耦合模能量法模型，试图真正了解其传输机理。宇称时间对称原理从量子力学中产生，在研究非厄米哈密顿系统时起到了很重要的作用，同时对光学耦合谐振腔中的一系列

4、问题给出了合理而有效的研究方法。正是注意到光学中的谐振腔耦合与无线电能传输中发射与接收耦合之间的类似之处，因而本文将宇称时间对称原理应用在对无线电能传输的研究中，期望从新的角度对无线电能传输技术做出更深入的探索。本文的主要内容为：首先绪论部分总结了无线电能传输技术的研究背景、研究进程和研究方法，指出了宇称时间对称原理与无线电能传输之间的联系，阐述了本文的研究意义。其次对宇称时间对称原理做了阐述，针对宇称时间对称的LRC耦合振荡器做了详细的分析，提出了宇称时间对称耦合振荡器与无线电能传输系统的相似之处，为后文的研究做了基础。接

5、着结合无线电能传输系统中常用的四种拓扑，分析得出只有并联—并联型拓扑和串联—串联型拓扑满足宇称时间对称原理的基本条件，然后分析了应用宇称时间对称原理进行无线电能传输的原理，指出了其频率特性以及系统能量特点。最后分析了基于宇称时间对称的无线电能传输系统的实现方法，进行了建模与分析，作了相应的参数设计，进行了仿真验证，并搭建了实验平台进行了实验，实验结果与仿真结果高度一致，有效地验证了宇称时间对称无线电能传输的可行性。文章的结尾对本文的研究内容进行了总结，指出了论文的关键部分和待完成的内容，为后续的研究作了准备。关键词：无线电能

6、传输；宇称时间对称；耦合振荡器；拓扑选择；频率特性IAbstractThewirelesspowertransfertechnologyhasgonethroughmorethan100yearsofdevelopmentanditsimportancehasbeenmoreandmorerecognized.Atpresent,theresearchonwirelesspowertransfertechnologyfocusesonseveralaspects.First,itsimplementationmethods,

7、includingelectromagneticinductiontype,magneticcouplingresonancetype,andmicrowavetype.Accordingtodifferentapplicationoccasions,thesemethodshavetheirownadvantages.Second,thetransmissioneffects,includingthesystem'stransmissionefficiencyandtransmissionpower,whichrequir

8、estoreducethesystemlossandtheefficiencyreductioncausedbythechangeofthetransmissiondistance.Anotherdirectionistheresearchontheprincipleandmechanis