磁耦合谐振式无线电能传输功率与效率分析

《磁耦合谐振式无线电能传输功率与效率分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第48卷第3期2014年3月电力电子技术PowerElectronicsV01．48．No．3March2014磁耦合谐振式无线电能传输功率与效率分析李晨东，黄守道，李中启，黄禹(湖南大学，国家电能变换与控制工程技术研究中心，湖南长沙410082)摘要：通过电磁仿真得到了螺旋线圈在终端开路和终端短路两种不同馈电方式下相应的等效电路，基于螺旋线圈等效电路，运用等效电路理论，建立了螺旋线圈终端短路串电容两线圈结构模型。利用系统的等效电路，得到了系统输出功率和传输效率的数学表达式．并进一步分析了当系统谐振时，系统的输出功率及传输效率与互感系数、线圈分布电容、线圈内阻和

2、负载电阻等参数之间的关系，从而给出了系统的参数优化方法，得到了最大功率输出时的最优互感值及传输效率随互感值变化而变化的趋势。设计制作了一套基于螺旋线圈终端短路串电容模型的磁耦合谐振式无线电能传输系统，通过实验验证了上述分析的正确性。关键词：磁耦合谐振；终端短路串电容；等效电路中图分类号：TN751．2文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)03—0028—04AnalysisonthePowerandEfficiencyofMagneticCouplingResonantBasedonWirelessPowerTransferLIChen—dong，HUA

3、NGShou—dao，LIZhong—qi，HUANGYu(Nat／ona／En#needngResearchCenterofEnergyConversionandControl，HunanUnwemi可，Changsha410082，China)Abstract：Thetwoequivalentcircuitswiththehelicalcoilfedbyopen—endandshort—endviaelectromagneticsimula—tionareobtained．Basedontheequivalentcircuitsofhelicalcoilandthe

4、principleofequivalentcircuits，thetwocoilstructuresbasedOilthemodelofhelicalcoilshort—endseriescapacitancearecarriedonthesystemmodeling．Usingthesystem’Sequivalentcircuit，themathematicalexpressionoftransmissionsystem’Sefficiencyandoutputpowerareobtained．Thefurtherconsiderationoftherelation

5、shipbetweenparameterslikethemutualinductance，windingcapaci-tance，thecoilresistanceandloadresistancewiththetransmissionsystem’Sefficiencyandoutputpoweraretakenwhilethesystemisinresonance，whichcanprovidemethodsofparametersoptimizationofthesystem．Theoptimalmutualinductancevalueisgotten，when

6、outputpoweristhemostandthesystem’Stransmissionefficiencychangestrendwithdifferentmutualinductancevalues．Designingasetofmagneticcouplingresonantwirelesstransmissionsys—ternbasedonthemodelofhehcalcoilaboutshort-endseriescapacitance，andtheexperimentalresuhsdemonstratetheforegoinganalysis．Ke

7、ywords：magneticcouplingresonant；short—endseriescapacitance；equivalentcircuitFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61104088)1引言磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种新的无线电能传输方法，在医疗、消费电子领域有很好的应用前景，是一种应用范围更广的新型技术⋯。其主要性能指标在于传输距离、输出功率和传输效率等。获取螺旋线圈在不同馈电方式下的准确参数和等效电