基于磁耦合谐振无线能量传输系统传输效率的研究.pdf

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1、研究与开发基于磁耦合谐振无线能量传输系统传输效率的研究黄诗宗汤宁平王建宽(福州大学电气工程与自动化学院，福州350108)摘要磁耦合谐振无线能量传输技术是一种近几年才被提出的前沿技术，它适合于中等距离上电能的无线传递。本文基于空间两空心线圈的互感耦合模型，从电路角度推导了PSSS系统传输效率的表达式，通过MathCAD计算软件分析了系统传输效率关于电源频率、副边负载、空间线圈距离的关系。再通过设计一组空心密绕型线圈，用SP1651功率信号发生器做电源，对传输效率的理论分析进行验证，实验结果验证了理论分析的正确性。最后在以上分析的基础上，设计制作了基于L6599

2、半桥逆变的PSSS无线能量传输装置；该装置谐振频率93．79khz，传输功率I5W，传输效率达到87．1％。关键词：磁耦合谐振；无线电能传输；传输效率；空心线圈；互感ResearchonWirelessEnergyTransmissionEficiencyBasedOnMagneticCouplingResonantTheoryHuangShizongngNingpingWangJiankuang(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity,Fuzhou350108)AbstractM

3、agneticcouplingresonancewirelessenergytransmissiontechnologyisakindofthetechnologyfrontierthathasbeenproposedinrecentyears，itissuitableforpowerwirelesstransmissioninmediumdistance．Inthispaper，transmissionmechanismbasedonthetwoaircorecoilofloosecouplingmutualinductancemodel，thetransm

4、issioneficiencyexpressionofPSSSsystemwasobtainedfromthecircuitanalysis．ThroughtheMathCADcalculationsoftware，therelationshipamongsystemtransmissioneficiency，frequency，secondaryloadandcouplingcoeficientwasresearched．Thenthroughthedesignaircorecoils，withSP1651powersignalgeneratoraspowe

5、rsupplytoverifythetransmissioneficiencytheory,andtheexperimentalresultsdemonstratethetheory．Finally，PSSSofwirelessenergytransmissiondevicebasedonL6599halfbridgeinverterwasdesign．Thedeviceresonancefrequency93．79kHz，transmissionpower15w，transmissioneficiency87．1％．Keywords：Magneticcoup

6、lingresonance；powerwirelesstransmission；transmissioneficiency；aircorecoil；mutualinduction无线能量传输(WirelessPowerTransmission，以为各类移动电气设备、工作于水下等特殊环境下WPT)是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一的电气设备提供可靠的电能供应。因此，发展无线种技术。该电能传输技术免除了供电电源与用电负电能传输技术的重要性日益凸显出来。载之间的直接金属导体连接，实现电能的无线通达。目前，根据无线能量传输原理，可将无线能量无线供电可以避免身体直接

7、接触插座或者裸露的导传输方式分为3类：电磁波无线能量传输技术、感线所导致的用电事故。通过对设备无线供电，可以应式无线能量传输技术、磁耦合谐振式无线能量传有效的避免电弧或者电火花在易燃、易爆场合下引输技术。磁耦合谐振式无线能量传输技术是最近几起的用电安全事故。此外，无线电能传输技术可还年才被提出的世界前沿课题，它与其他能量无线传2o13年第2期电气技7Itl23研究与开发输技术相比的优势：①与电磁感应原理的电能无线2磁耦合谐振无线能量传输系统建模与传输技术相比，传输距离大大提高；②与利用微波传输效率推导原理的电能无线传输技术相比，将微波无线电能传利用互感耦合模型

8、来进行磁耦合谐振无线能量输毫瓦数量级功