谐振式无线电能传输系统串联式模型仿真研究.pdf

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1、第31卷第lO期计算机仿真2014年10月文章编号：1006—9348(2014)10—0213—05谐振式无线电能传输系统串联式模型仿真研究朱晓靖，张广明，欧阳慧珉(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京211816)摘要：谐振式无线电能传输系统具有高效率、远距离、大功率的特点。串联式模型负载反射阻抗为纯阻性，便于系统设计，且其模型结构适合小负载研究。为优化设计无线电能模型，提出以串联式模型(SSSS：SeriesMode1)为分析对象，从等效电路的角度研究系统传输效率、输出功率与共振线圈距离、负载电阻、谐振频率之间的关系，理论分析了线圈之间的距离、负载电阻、谐振频率对输出功率和传输效率

2、的影响，并直接利用电流推导出效率及功率的计算式，最后通过Matlab工具仿真验证了上述模型的正确性，并得出了在允许的频率范围内，谐振频率越大，效率、功率不断提高的结论，为谐振式无线电能传输系统仿真模型研究和设计提供了参考和借鉴。关键词：无线电能传输；谐振耦合；串联模型；等效电路；效率分析中图分类号：TM46文献标识码：BStudyonSeriesModelofWirelessPowerTransferviaMagneticResonanceCouplingZHUXiao—jing，ZHANGGuang—ming，OUYANGHui—min(CollegeofAutomationandElect

3、ronicEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu211816，China)ABSTRACT：Wirelesspowertransmissionsystemviamagneticresonancecouplingdisplaysitssuperiorityinitshigh—ereficiency，longerrangeandgreaterpoweroutput．Theseriesmodelisconvenientforthesystemdesignbecauseofpureloadreflectionresistance

4、，andthemodelstructureissuitableforsmallloadresearch．Thispaperconductedare-searchonseries(SSSS)modelinordertooptimizethedesignofthewirelesspowertransmissionmode1．Fromtheviewofequivalentcircuits，westudiedtheeffectswhichthedistancebetweentheresonancecoils，loadresistanceandresonancefrequencymayhaveonthe

5、transmissionefficiencyandtheoutputpower，andanalyzedtheinfluenceswhichthedistancebetweentheresonancecoils，loadresistanceandresonancefrequencymayhaveonthetransmissioneffi—ciencyandtheoutputpowerfromtheviewofthetheory，andtheexpressionofefficiencyandpowerwasobtainedbyusingthecurrents．Intheend，wecarriedo

6、utsimulationwiththeMatlab，andtheresultsshowthecorrectnessoftheaforementionedanalysesandtheconclusionthatthegreatertheresonancefrequency，thegreatertheefficiencyandpowerinallowingfrequencyrange，whichprovidesareferenceforthesimulationmodelresearchanddesigninwire—lesspowertransmissionsystem．KEYWORDS：Wir

7、elesspowertransfer；Magneticresonancecoupling；Series(SSSS)model；Equivalentcircuit；Efi—ciencyanalysis级I4；辐射式传输距离虽远，但其效率极低，一般在10％以1引言下；谐振式相比以上两种实现方式有着巨大优势，它可实现无线电能传输是利用非接触的方式为用电设备提供电中距离、中等效率的传输，并且随着器件制造工